Plataforma de bioimpressão de baixo custo para análise de tumores e organoides

May 19, 2019

Um grupo de pesquisadores da Old Dominion University, Virginia - EUA, desenvolveu uma plataforma de baixo custo para análise mecanicista de tumores e organoides. O artigo científico foi publicado na Scientific Reports, conceituada revista on-line de acesso aberto, dos editores da Nature.

 

O microambiente mamário normal pode suprimir a tumorigênese e redirecionar as células cancerígenas a adotar um destino de células epiteliais mamárias normais in vivo. A compreensão desse fenômeno é uma grande promessa para novas estratégias de tratamento e detecção no câncer, mas os sistemas atuais de modelos tornam as percepções mecanicistas do processo difíceis. Recentemente, descrevemos uma bioimpressão de baixo custo plataforma projetada para ser acessível para laboratórios básicos de biologia celular.

 

Nesse trabalho, os pesquisadores relataram o uso deste sistema para o estudo da tumorigênese e redirecionamento microambiental de células de câncer de mama (figura 1). Eles demonstraram que a bioimpressão aumenta significativamente a formação de tumores em géis de colágeno 3D e permite a geração precisa de arranjos de tumores. Também demonstraram que a tecnologia pode mimetizar os achados publicados in vivo, bioimprimindo células cancerosas junto com células epiteliais mamárias normais para gerar organoides quiméricos (aglomerados formados por células de duas espécies diferentes). Esses organoides quiméricos contêm células cancerosas que participam da formação luminal normal.

 

 

Esses resultados demonstram a capacidade da plataforma de bioimpressão 3D de baixo custo para estudar a tumorigênese e o controle microambiental do câncer de mama e destacar uma nova visão mecanicista do processo de controle do câncer. Além disso, existem diversos trabalhos importantes na área, utilizando equipamentos adaptados de baixo custo, eficientes quando integrados com um bom delineamento experimental de bioimpressão.

 

Entender a capacidade do microambiente local (nicho 3D) de controlar o destino das células é de vital importância para a biologia do desenvolvimento, a biologia do câncer, a medicina regenerativa e a bioimpressão de tecidos.

A compreensão mecanicista da capacidade do microambiente local para direcionar o destino das células cancerosas é importante para a terapia e o diagnóstico do câncer. No entanto, as limitações do modelo in vivo tornam essas percepções difíceis de alcançar. Estas limitações incluem baixa eficiência, baixo rendimento, falta de um sistema humano e limitações na manipulação experimental e controle celular. Um sistema de modelo in vitro complementar que permitisse controle e reprodutibilidade precisos seria, portanto, benéfico. No entanto, sistemas padrão de cultura celular in vitro não possuem as arquiteturas 3D necessárias para elucidar a organização funcional e as relações celulares do ambiente in vivo. Por essas razões, os sistemas de cultura de células 3D in vitro e ex vivo representam uma ferramenta indispensável para investigar os processos relacionados à formação de tecidos e tumores. Infelizmente, os atuais modelos 3D in vitro apresentam muitas deficiências, limitando sua capacidade de investigar esses processos.

 

 

Esse sistema apresenta uma melhora significativa em relação às técnicas tradicionais de cultura e estabelece uma plataforma para futuros estudos sobre o controle microambiental do câncer.

 

 

É importante ressaltar que a eficiência da formação e organização tumoral não foi afetada por modificações causadas durante o processo, nas impressões com distâncias de 300um ou no número de células (Fig. 2). Portanto nenhuma otimização adicional foi realizada. A plataforma de baixo custo foi projetada para colocar uma força mínima de cisalhamento nas células e, assim, afetar minimamente a viabilidade e o fenótipo celular. Para confirmar que o processo de bioimpressão não alterou o fenótipo das células cancerosas, foi realizada a imunomarcação das citoqueratinas 5 e 8 (CK5 e CK8). Após a bioimpressão e formação tumoral, as células MCF-7 permaneceram positivas para CK8 e negativas para CK5 (Fig. 3), consistentes com o fenótipo luminal.

 

A capacidade das células normais de produzir microambientes (nichos) capazes de controlar o destino das células cancerosas oferece uma visão única da biologia do câncer. Para estudar isso, são necessários sistemas modelo mais robustos. Assim, a plataforma de bioimpressão de baixo custo possibilitou uma visão mecanicista do processo de redirecionamento de células cancerosas, e serve como uma importante plataforma para futuros estudos sobre vários processo envolvendo bioimpressão.

Como citar essa matéria:

DERNOWSEK, JA. Plataforma de bioimpressão de baixo custo para análise de tumores e organoides. Blog BioEdTech. São Paulo, 02 maio 2019. Disponível em: <https://www.bioedtech.online/blog/bioimpressão-baixo-custo> Acesso em: 19 mai. 2019.

Pesquisadora Janaina Dernowsek - sabia mais aqui!   -   e-mail

 

Principal referência utilizada na matéria:

A 3D bioprinter platform for mechanistic analysis of tumoroids and chimeric mammary organoids - clique aqui!

 

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