Nanovehículos y cultivos celulares 3D contra el cáncer de páncreas

Los investigadores de IQS Dr. Carlos Semino Margrett, del Laboratorio de Ingeniería de Tejidos y miembro del Grupo de Química Farmacéutica – GQF, y Dr. David Sánchez García, del Laboratorio de Química Supramolecular y miembro del Grupo de Ingeniería de Materiales – GEMAT, lideran el proyecto Nanopan-3D cuyos objetivos son, por un lado, desarrollar nuevos nanovehículos, que permitan superar la resistencia a fármacos del adenocarcinoma pancreático y conseguir tratamientos más eficaces, y la posterior validación de los mismos usando cultivos celulares 3D biomiméticos.

El cáncer de páncreas (PanCa) es una enfermedad altamente letal, con una tasa de supervivencia a 5 años de alrededor del 5%. La forma más común de PanCa es el adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC), considerado uno de los carcinomas más agresivos, ya que representa la cuarta causa más común de muerte relacionada con el cáncer en todo el mundo. El PDAC tiene la peculiaridad de ser asintomático hasta estadios avanzados de la enfermedad, con lo cual los pacientes deben recibir necesariamente tratamientos de quimioterapia. Actualmente, la administración de gemcitabina es la quimioterapia de referencia para el tratamiento de este tipo de cáncer. Sin embargo, la resistencia a la quimioterapia asociada a este fármaco limita su eficacia, siendo necesarios cócteles de fármacos que conducen a toxicidades sistémicas graves.

Objetivos de Nanopan-3D

El primer objetivo del proyecto Nanopan-3D es preparar nano-vehículos basados en nanopartículas de sílice mesoporosa para la administración y liberación secuencial de fármacos en dos etapas: la primera, para reducir la barrera estromal del tumor y controlar la fibrosis y la hipoxia generada por el mismo, y la segunda etapa para liberar un conjugado de gemcitabina cargado en los poros de las nanopartículas, para erradicar las células tumorales. En este objetivo trabaja el grupo de investigadores liderado por el Dr. Sánchez.

Otra de las causas de la baja eficiencia de las terapias contra el PDAC radica en la complejidad intrínseca del tumor: este se protege mediante una barrera física – o matriz extracelular estromal, creando además un microambiente de muy baja cantidad de oxígeno que dificulta el acceso de los fármacos durante el tratamiento y la sobrevivencia de células tumorales muy adaptadas a ese nicho. Este microambiente tumoral ya ha sido estudiado previamente por el equipo del Dr. Semino, utilizando modelos de cultivos celulares tridimensionales (3D) más simples (formados solo de células tumorales), pero estos no simulan fielmente el entorno biológico del PDAC. Resulta, así, necesario utilizar modelos 3D con cultivos mixtos, de células tumorales y sus células estromales asociadas. De esta forma, al  establecerse esta ‘conversación’ entre los dos tipos celulares, se genera una cooperación pro-tumoral, resultando ser modelos mucho más fidedignos que permiten validar la eficacia del tratamiento con una complejidad mucho más similar a los tumores reales.

Así, el segundo objetivo del proyecto busca recrear el ambiente real del tumor y evaluar la eficacia del tratamiento propuesto. Para ello, se utilizarán modelos de cultivos celulares tridimensionales complejos, área de experiencia del grupo del Dr. Semino. En este caso, trabajarán con modelos 3D de células de PanCa y sus células estromales asociadas, con los cuales se estudiará y validará la eficacia de los sistemas de liberación propuestos en el primer objetivo del proyecto.

El proyecto Nanopan3D ha recibido financiación dentro de la convocatoria “Proyectos de Generación del Conocimiento” en el marco del Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científica y su Transferencia, del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023.