Durante el tratamiento del cáncer, el mismo tumor cerebral se puede tratar con el mismo medicamento contra el cáncer, pero el efecto puede variar de un paciente a otro. Un equipo de investigación coreano ha desarrollado un chip que recrea las propias células tumorales de un paciente junto con el entorno vascular peritumoral circundante, lo que hace posible predecir las respuestas de tratamiento específicas del paciente por adelantado.
El equipo, dirigido por el profesor Song Ih Ahn del Departamento de Ingeniería Mecánica de KAIST, en colaboración con el equipo del profesor Jungho Ahn en la Universidad de Sungkyunkwan, el profesor Jaejoon Lim del Centro Médico CHA Bundang y el equipo del profesor Youn-Jung Kang en la Universidad CHA, ha desarrollado un chip de barrera tumoral hematoencefáreo (BBTB) específico del paciente capaz de predecir las respuestas al tratamiento en pacientes con glioblastoma.
Los resultados se publicaron en Small.
La barrera que cambia el tratamiento
El glioblastoma es uno de los tumores cerebrales malignos más letales y es difícil de tratar porque las células cancerosas se propagan rápidamente en el tejido cerebral normal y las características del tumor difieren de un paciente a otro. El cerebro también está protegido por una “barrera hematoencefálica”, que impide que las sustancias nocivas en la sangre entren en el tejido cerebral.
El problema es que también bloquea los medicamentos contra el cáncer, por lo que no hay suficiente medicamento que llegue al tumor. Cuando se desarrolla el glioblastoma, esta barrera vascular también cambia. La cantidad que cambia difiere de un paciente a otro, que es una de las razones por las que el mismo medicamento puede funcionar de manera diferente en diferentes personas.
Las predicciones de la respuesta al tratamiento se han basado hasta ahora principalmente en la información genética del tumor y los biomarcadores, que no pueden capturar el entorno vascular específico del paciente alrededor del tumor o la respuesta farmacológica resultante.
Cuando el chip superó a la genética
Para abordar esto, el equipo construyó un chip que incluye no solo las células tumorales del paciente, sino también la barrera vascular. Esta barrera es la “ruta” que un medicamento contra el cáncer debe recorrer para llegar al tumor. Las células de glioblastoma derivadas del paciente se cocultivaron con células endoteliales vasculares cerebrales y astrocitos dentro de un pequeño chip microfluídico.
Juntos, recrean el límite donde el tejido tumoral se encuentra con el tejido cerebral normal. El diseño también acomoda células perivasculares e inmunitarias, lo que permite que el entorno vascular del tumor se reproduzca con mayor precisión.
Usando células tumorales de tres pacientes con glioblastoma, el equipo construyó chips BBTB que imitaban al paciente y aplicó temozolomida (TMZ) y bevacizumab (BEV), agentes estándar en el tratamiento del glioblastoma, para comparar las respuestas.
Los tres pacientes mostraron el mismo resultado en las pruebas genéticas convencionales, el biomarcador de metilación del promotor MGMT, y por lo tanto se esperaba que respondieran de manera similar. En el chip, sin embargo, tanto las características de la barrera vascular como las respuestas a los medicamentos diferían de un paciente a otro.
Los resultados del chip mostraron un alto nivel de acuerdo con los cursos clínicos reales de los pacientes, lo que indica que los resultados pueden variar con el estado de la barrera vascular incluso cuando la información genética es similar.
Una plataforma para probar opciones
El avance central es que la plataforma evalúa no solo si las células cancerosas responden a un medicamento, sino también cómo actúa un tratamiento dentro del entorno tumoral de un paciente determinado. Si el rendimiento predictivo y la reproducibilidad se validan en una cohorte más grande, se podrían probar varios agentes en un chip hecho de las propias células tumorales de un paciente para seleccionar la estrategia más prometedora por adelantado. El mismo entorno también podría servir para examinar a nuevos candidatos a medicamentos.
El profesor Song Ih Ahn dijo: “Este estudio es significativo en el sentido de que presenta una plataforma que recrea células tumorales derivadas de pacientes junto con la barrera tumoral sangre-cerebro, lo que permite que las diferencias de paciente a paciente en la respuesta al tratamiento se evalúen de una manera que refleje estrechamente la realidad.
“Esperamos validarlo en una población de pacientes más grande y convertirlo en una plataforma de evaluación preclínica para establecer estrategias de tratamiento personalizadas y para el desarrollo de nuevos medicamentos”.
Minsu Ryoo, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de KAIST, y Gaeun Lee, estudiante de doctorado en la Universidad de Sungkyunkwan, participaron como coautores.
Detalles de la publicación
Minsu Ryoo et al, Barrera de tumores sanguíneos y cerebrales humanos en un chip para investigar el tratamiento personalizado para pacientes con glioblastoma, pequeño (2026). DOI: 10.1002/smll.202506712
Información del diario: Pequeño
