Nanovehicles i cultius cel·lulars 3D contra el càncer de pàncrees

Els investigadors d’IQS Dr. Carlos Semino Margrett, del Laboratori d’Enginyeria de Teixits i membre del Grup de Química Farmacèutica – GQF , i Dr. David Sánchez Garcia, del Laboratori de Química Supramolecular i membre del Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT, lideren el projecte Nanopan-3D, amb l’objectiu de desenvolupar nous nanovehicles que permetin superar la resistència a fàrmacs de l’adenocarcinoma pancreàtic i aconseguir tractaments més eficaços, i la seva validació utilitzant cultius cel·lulars 3D biomimètics.

El càncer de pàncrees (PanCa) és una malaltia altament letal, amb una taxa de supervivència a 5 anys del voltant del 5%. La seva forma més comuna és l’adenocarcinoma ductal pancreàtic (PDAC), considerat un dels carcinomes més agressius, donat que representa la quarta causa més comuna de mort relacionada amb el càncer a tot el món. El PDAC té la peculiaritat de ser asimptomàtic fins a estadis ben avançats de la malaltia, amb la qual cosa els pacients han de rebre necessàriament tractament de quimioteràpia. Actualment, l’administració de gemcitabina és la quimioteràpia de referència per al tractament d’aquest tipus de càncer. Malgrat tot, la resistència a la quimioteràpia associada a aquest fàrmac limita la seva eficàcia, sent necessaris còctels de fàrmacs que condueixen a toxicitats sistèmiques greus.

Objectius de Nanopan-3D

El primer objectiu del projecte Nanopan-3D és preparar nanovehicles basats en nanopartícules de sílice mesoporosa per a l’alliberament seqüencial de fàrmacs en dues etapes: la primera, per a reduir la barrera estromal del tumor i controlar la fibrosi i la hipòxia generada pel mateix, i la segona etapa per alliberar un con jugat de gemcitabina carregat en els porus de les nanopartícules, per tal d’eradicar les cèl·lules tumorals. En aquest objectiu treballa el grup d’investigadors liderats pel Dr. Sánchez.

Una altra causa de la baixa eficiència de les teràpies contra el PDAC radica en la complexitat intrínseca del tumor: aquest es protegeix mitjançant una barrera física – o matriu extracel·lular estromal, creant a més un microambient de molt baixa quantitat d’oxigen que dificulta l’accés dels fàrmacs durant el tractament i la supervivència de les cèl·lules tumorals, molt adaptades aquest nínxol.  Aquest microambient tumoral ja ha estat estudiat prèviament per l’equip del Dr. Semino, utilitzant models de cultius cel·lulars tridimensionals (3D) simples (formats només de cèl·lules tumorals), però aquests no reprodueixen fidelment l’entorn biològic del PDAC. Resulta, així, necessari utilitzar models 3D amb cultius mixtes, de cèl·lules tumorals i de les seves cèl·lules estromals associades. D’aquest forma, en establir-se aquesta ‘conversa’ entre els dos tipus de cèl·lules, es genera una cooperació protumoral, resultant ser models molt més fidedignes que permeten validar l’eficàcia del tractament amb una complexitat més similar als tumors reals.

Per tant, el segon objectiu d’aquest projecte busca recrear l’ambient real del tumor i avaluar l’eficàcia del tractament proposat. Per això, s’utilitzaran models de cultius cel·lulars tridimensionals complexos, àrea d’experiència del grup del Dr. Semino. En aquest cas, treballaran amb models 3D de cèl·lules de PanCa i les seves cèl·lules estromals associades, amb els quals s’estudiarà i validarà l’eficàcia dels sistemes d’alliberament propostes en el primer objectiu del projecte.

El projecte Nanopan-3D ha rebut finançament dins la convocatòria “Projectes de generació del Coneixement”, en el marc del Programa Estatal per a Impulsar la Recerca Científica i la seva Transferència, del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023