Una nueva propuesta de Covance: el ensayo de cultivo tridimensional (3D) en placas a partir de hueso reconstruido (r-Bone) de zPREDICTA® que simula el microambiente tumoral que se encuentra en mieloma, leucemia mielógena aguda y metástasis de tumores sólidos.

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Para ofrecer un modelo que refleje mejor cómo responderían las células tumorales a agentes de prueba in vivo, la fisiología del tejido donde crece y prolifera el tumor se tiene que recapitular in vitro.  Este proceso se logró usando matrices tridimensionales (3D) de órganos específicos de zPREDICTA que permiten hacer un cultivo a largo plazo de células de carcinoma. Covance y zPREDICTA han trabajado juntos para desarrollar modelos 3D específicos de ciertos tumores usando la plataforma patentada de zPREDICTA para el cultivo de células 3D para pruebas y estudios de investigación preclínica en la industria biofarmacéutica. En este artículo destacado sobre tecnología presentamos las características del modelo de hueso reconstruido (r-Bone).

El crecimiento de células tumorales en la médula ósea es un fenómeno común en las neoplasias hematológicas. Por eso se usaron las líneas celulares de mieloma humano RPMI 8226, NCI-H929 y U266B1 en estudios de prueba de concepto. Como se muestra en la imagen 1, se cultivaron células de mieloma humano U266B1 en un medio de crecimiento solo (2D) en la matriz r-Bone por 4 días. Mientras que el cultivo 2D rápido crece excesivamente y las células mantienen una morfología caracterizada por la suspensión de una sola célula, el cultivo 3D con r-Bone admite el desarrollo de agregados celulares que proliferan formando grupos más grandes más representativos de la morfología del tumor. Estos cultivos se pueden mantener por largos períodos con mínima intervención del investigador. 

Imagen 1: Cultivo 2D vs. cultivo 3D con hueso reconstruido (r-Bone) de células de mieloma humano U266B1
Imagen 1: Cultivo 2D vs. cultivo 3D con hueso reconstruido (r-Bone) de células de mieloma humano U266B1

 

La imagen 2 muestra imágenes de criomicroscopía electrónica de un cultivo con r-Bone y médula ósea ex vivo sembrada con células de cáncer mamario metastásico. La arquitectura espacial y física del estroma de la médula ósea se mantiene en la matriz extracelular (MEC) con r-Bone.  La MEC con r-Bone permite el cocultivo de células tumorales con células madre mesenquimales, fibroblastos, células linfoides, células mieloides y células CAR-T.

Las células se pueden aislar de la matriz después de su exposición al agente de prueba y analizar con una aplicación adecuada, como citometría de flujo, secuenciación de ARN o imagenología in situ. Se pueden hacer ensayos de citotoxicidad como el CellTiter-Glo® en un formato de alto rendimiento con el desarrollo exitoso tanto en formato de ensayo 96 pocillos como en formato de 384 pocillos. La plataforma es compatible con todas las clases de fármacos probadas, incluso agentes biológicos y moléculas pequeñas.

Imagen 2: Arquitectura de matriz extracelular de r-Bone es idéntica al tejido ex vivo
Imagen 2: Arquitectura de matriz extracelular de r-Bone es idéntica al tejido ex vivo

 

Imagen 3: El bortezomib es un agente de uso estándar para el tratamiento de mieloma múltiple2. Después de 4 días de cultivo de células NCI-H929, RPMI 8226 y U266B1 en r-Bone, se agregó bortezomib y las células se volvieron a cultivar por otros 4 días. (A) Se agregó el reactivo CellTiter-Glo® y se cuantificó la luminiscencia usando un lector de placas e imágenes Cytation 3 (Biotek Instruments). Se hizo un análisis de curvas no lineal de cuatro parámetros normalizado contra los pocillos tratados con el vehículo (n = 3 pocillos por concentración). (B) Imágenes representativas de células U266B1 en cultivo con r-Bone tratadas con el vehículo (DMSO 0,5 %) o 20 nM de bortezomib. La flecha roja indica células muertas o agónicas en los grupos celulares después de 72 horas de exposición.

Imagen 3: Inhibición de proliferación de células de mieloma con bortezomib en cultivo con r-Bone
Imagen 3: Inhibición de proliferación de células de mieloma con bortezomib en cultivo con r-Bone

 

El ensayo con r-Bone es una plataforma potencial para estudiar varias neoplasias hematológicas in vitro así como también para investigar la metástasis de tumores sólidos, como carcinomas de mama o próstata, a la matriz ósea.

zPREDICTA ofrece modelos de cultivo celular en 3D de tumores específicos personalizados desde 2014 y ha estado desarrollando numerosas matrices de distintos órganos específicos para ampliar las propuestas tumorales preclínicas de Covance desde que estamos trabajando juntos. 

Actualmente se están desarrollando y caracterizando modelos de mama de ratón reconstruida (r-mBreast) y mama humana (r-Breast), pulmón (r-Lung), y próstata (r-Prostate). Estos modelos representarán nuevas oportunidades para evaluar agentes de prueba en una plataforma que simulará más estrechamente los microambientes de tejido in vivo sin invertir en estudios con animales de antemano. La posibilidad de evaluar bibliotecas de químicos focalizados en un ensayo en 3D de alto rendimiento debería considerarse durante las primeras tareas de descubrimiento.

Para obtener más información sobre cómo estos ensayos con modelos en 3D se pueden aplicar a su investigación de oncología e inmuno-oncología preclínica, póngase en contacto con los científicos de Oncología Preclínica de Covance.

Referencias

1.      Edmondson R, Broglie JJ, Adcock AF, Yang L. "Three-dimensional cell culture systems and their applications in drug discovery and cell-based biosensors". Assay Drug Dev Technol. 2014;12(4):207-218.

2.      Bortezomib Monograph for Professionals. Drugs.com. Consultado el 13 de octubre de 2019.