Entornos bio-miméticos tridimensionales y sistemas microfluídicos aplicados a la oncología
- Autores: Alan Eduardo Vigueras Ceballos
- Directores de la Tesis: Luis José Fernández Ledesma (dir. tes.), Ignacio Ochoa Garrido (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: A. Antón Torres (presid.), Ángel Luis García Otín (secret.), Antonio Rodríguez Ariza (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica y Biología Molecular por la Universidad de Zaragoza
- Materias:
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- Resumen
La problemática de la tesis propuesta es de interés general, en este trabajo queremos aportar información sobre investigación en materia de microfluídica recreando microambientes biomiméticos para su aplicación en oncología, dado que en la actualidad la oncología es uno de los campos de investigación con mayor actividad. El cáncer es un conjunto de enfermedades que se originan por predisposición genética, por factores externos, y por malos hábitos. Existen muchos tipos de cáncer y se alojan en diferentes tejidos lo cual hace que sea muy difícil de combatir a través de una estrategia común. Además, en muchas ocasiones se localiza en regiones de difícil acceso, desarrolla capacidad migratoria alojándose en otro tejido, o desarrolla resistencia al tratamiento aplicado impidiendo su total eliminación.
El cáncer es la causa de muerte de medio millón de personas al año en España(“WHO | WHO Mortality Database,” 2014). El cuerpo humano combate de manera natural la enfermedad a través del sistema inmune, el cual se encarga de vigilar y atacar a cualquier agente extraño que se logre introducir en nuestro cuerpo. Las células del sistema inmune son en principio capaces de reconocer a las células cancerígenas como agentes extraños que se reproducen y se multiplican de manera acelerada. Sin embargo, recientemente se han descubierto métodos a través de los cuales los tumores son capaces de esquivar al sistema inmunitario. Las células tumorales modifican los niveles de expresión de marcadores de reconocimiento ante el sistema inmune, como el complejo mayor de histocompatibilidad 1 (MHC-1) y la molécula de adhesión intercelular 1 (ICAM-1) (Sanchez-Martínez et al., 2014).
Hasta ahora la investigación sobre las terapias para combatir el cáncer se ha centrado en modelos in-vivo con animales (Ocana, Pandiella, Siu, & Tannock, 2010), así como modelos in-vitro donde se han utilizado los cultivos celulares en dos dimensiones (2D) (Imamura et al., 2015). Hasta la fecha no había modelos in vitro robustos para estudiar la respuesta inmunitaria antitumoral (Thoma, Zimmermann, Agarkova, Kelm, & Krek, 2014). Recientemente la comunidad científica ha empezado a utilizar modelos para el cultivo celular en tres dimensiones (3D) (Kimlin, Casagrande, & Virador, 2013a). Los cuales permiten la realización de experimentos de una forma más realista. En nuestro grupo de investigación se han desarrollado dispositivos microfluídicos aplicados a la biomedicina, donde es posible recrear los microambientes tumorales y las interacciones celulares. Estos sistemas permiten el estudio de micro tejidos de células tumorales para su estudio in-vitro, los cuales presentan una ventaja contra métodos de cultivo tradicionales en mono capa 2D (Imamura et al., 2015). En el marco de esta tesis nos proponemos diseñar y validar nuevos modelos in vitro basados en microfluídica. Sentando así, las bases para terapias alternativas mediante la activación de células del sistema inmune o mediante nuevas formulaciones de nano-partículas. Se pretende conseguir así una metodología más biomimética en el estudio de eliminación de células tumorales por medio del uso de células del sistema inmune. Para acelerar en esta línea de investigación, se están utilizando técnicas de cultivo celular avanzadas en tres dimensiones, recreando los microambientes tumorales tales como el carcinoma de colon o el Glioblastoma. Estos dispositivos permiten un mejor estudio de la evolución de tumores primarios ante el tratamiento. Siendo capaces de realizar ensayos en un entorno muy parecido al sistema in-vivo real del tumor, y proporcionando valiosa información gracias a su compatibilidad con herramientas standard de microscopia.
