Redacción Farmacosalud.com
Un equipo liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el Instituto de Investigación del Hospital del Mar (HMRIB, en Barcelona) ha desarrollado MIRO (Micro Immune Response On chip, por sus siglas en inglés), un dispositivo basado en microfluídica que permite replicar las características de los tumores y de su entorno a partir de células de pacientes. Se trata de una herramienta que puede ayudar a acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos de inmunoterapia contra el cáncer, así como a seleccionar los más convenientes para cada persona. MIRO, además, “permite testar terapias a un coste mucho menor y de una forma más estandarizada que lo que se ha podido hacer hasta ahora”, afirma a www.farmacosalud.com el Dr. Xavier Trepat, coautor del estudio en que se describe la nueva tecnología.
“Poder disponer in vitro* de modelos que reproducen de forma más amplificada el tumor sin necesidad de tener que trabajar con modelos animales (in vivo**) acelerará muchísimo los procesos y reducirá enormemente los costes. También solucionará ciertos problemas éticos que tenemos hoy en día a la hora de experimentar con animales, porque, si bien es importante trabajar con ejemplares de este tipo, las aproximaciones que realizamos con MIRO nos hacen pensar que quizás no necesitemos trabajar con animales para testar ciertas terapias. Con todo, hay que estudiar y hacer las comparativas pertinentes para poder determinar el alcance de las ventajas asociadas a nuestro dispositivo”, matiza Trepat, quien es Prof. de investigación ICREA (Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados) en el centro IBEC, donde lidera el grupo de Dinámica Integrativa de Células y Tejidos.
Los investigadores Alice Perucca y Xavier Trepat
Fuente: Hospital del Mar Research Institute / Hospital del Mar
*in vitro: producido en el laboratorio por métodos experimentales
**in vivo: en contraposición a in vitro, producido en un organismo vivo por métodos experimentales
De hecho, el método MIRO llena un vacío en la creación de tratamientos contra las células cancerosas, por cuanto que muchos desarrollos terapéuticos ofrecen resultados prometedores en el laboratorio, in vitro y en modelos de ratones, pero no funcionan tan bien cuando se trasladan a humanos.
Recrear el tumor y su entorno, y la interacción existente entre el complejo tumoral y las células inmunitarias
"MIRO nos permite recrear no sólo el tumor, sino también su entorno y la interacción que tiene con las células del sistema inmunitario. Esta relación es vital para el éxito de los tratamientos basados en la inmunoterapia, procedimientos que, a pesar de su potencial curativo, actualmente sólo funcionan en entre el 20 y el 40% de los pacientes", explica la Dra. Anna Labernadie, quien diseñó el novedoso sistema microfluídico durante su investigación postdoctoral en el IBEC. Actualmente, Labernadie lidera el laboratorio de Comportamiento Celular y Bioingeniería de Tejidos en el Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF), en Valencia.
Por el momento, los investigadores que han ideado el método MIRO han llevado a cabo una prueba de concepto a partir de células -obviamente obtenidas de pacientes humanos-, pero sin que hayan podido recoger datos suficientemente significativos “como para saber el grado de eficacia o predecir la eficacia de una inmunoterapia. Lo que hemos hecho es desarrollar el dispositivo y validarlo. Hemos trabajado in vitro, y, aunque el sistema por definición es in vitro, lo que se busca con su uso es reproducir las propiedades in vivo del tumor y de su entorno”, detalla el Dr. Trepat.
El problema del estroma tumoral
La nueva tecnología ya ha sido probada con muestras de cáncer de mama conocidas como HER2-positivas. Este tipo de células cancerosas tienen niveles muy altos de la proteína HER2, cuya acción favorece el crecimiento rápido del tumor. De todos modos, cabe decir que el daño producido por HER2 se puede tratar con terapias dirigidas específicamente contra dicha proteína.
Organización de fibroblastos (verde), esferoide tumoral (rojo) y células inmunitarias (cian -color intermedio entre azul y verde-). Comparativa de una condición control (izquierda), con condiciones de tratamiento (derecha). Se observa cómo las células del sistema inmune son capaces de atravesar los fibroblastos y llegar al tumor
Fuente: Hospital del Mar Research Institute / Hospital del Mar
Con el uso de MIRO, se ha podido comprobar la importancia que tiene el entorno que rodea a los tumores de mama a la hora de protegerlos del tratamiento más habitual contra esta clase de cáncer, el anticuerpo monoclonal trastuzumab. "Gracias a MIRO, hemos podido rastrear las células inmunitarias y ver cómo pierden velocidad y movimiento al acercarse al tumor, lo que hace que el tratamiento no funcione. Se encuentran una barrera formada por el entorno tumoral y quedan bloqueadas", explica el Dr. Alexandre Calon, responsable del Laboratorio de Investigación Traslacional en microambiente tumoral del HMRIB.
El nuevo dispositivo, asimismo, ya ha sido testado en otros tumores sólidos, como los de pulmón o colon. Según Trepat, lo que se ha observado en esos tres cánceres -mama, pulmón y colon- es que el sistema inmune (defensas del organismo) reacciona de manera muy similar frente a la amenaza tumoral: “el funcionamiento es parecido, y esto es porque, si bien cada cáncer es un mundo en sí mismo, hay ciertas propiedades que caracterizan a muchos tumores sólidos, como es la presencia de un estroma*** fibroso que se encuentra alrededor de la masa tumoral y que impide que haya una infiltración de linfocitos (células del sistema inmune). El hecho de que el papel desempeñado por el estroma sea un proceso que vemos en muchos cánceres nos permite albergar la esperanza de que la aplicación de MIRO pueda tener efectos generalizados o universales, lo cual sería extremadamente beneficioso. Es decir, MIRO serviría para conocer mejor el funcionamiento de una buena cantidad de tumores”.
***estroma: trama o armazón activo de un tejido que sirve para sostener entre sus mallas los elementos celulares
Control de flujos celulares
Las técnicas de microfluídica posibilitan manipular fluidos y agentes celulares a una escala muy pequeña. MIRO incluye cultivos de células de diferentes tipos, separados en compartimentos con el fin de observar su evolución. “Los canales que hemos elaborado no son tanto para controlar flujos de líquidos, sino para controlar flujos celulares. En el sistema hay varios compartimentos que están conectados por canales microfabricados, buscando con ello que las células del sistema inmunitario circulen y acaben dirigiéndose hacia el compartimento donde se encuentra el tumor miniaturizado”, precisa el experto.
(de izq. a dcha): miembros del equipo científico involucrado en el desarrollo del sistema MIRO: Laura Comerma, Anna Sallent Aragay, Alexandre Calon, Alba Recort Bascuas, Jenniffer Linares y Joan Albanell
Fuente: Hospital del Mar Research Institute / Hospital del Mar
Este modelo, el primero de su tipo creado con tales técnicas, da la oportunidad de -como decíamos- recrear y estudiar con detalle la interacción entre las células cancerosas, su tejido conectivo y las respuestas inmunes. "Este modelo nos permite probar directamente los tratamientos que se utilizarían con los pacientes", destaca mediante un comunicado el Dr. Trepat.
La capacidad del dispositivo para analizar el funcionamiento de diferentes tratamientos, estudiar la aparición de posibles resistencias e, incluso, identificar nuevos biomarcadores de manera individualizada para cada paciente, representa un gran avance en el diseño y personalización de los tratamientos inmunoterápicos en oncología. En este sentido, el Dr. Joan Albanell, jefe del Servicio de Oncología Médica del Hospital del Mar y director del Programa de Investigación en Cáncer del instituto de investigación de este centro hospitalario, apunta que "MIRO es un modelo preclínico innovador que puede ayudar a mejorar la tasa de éxito y de eficacia de nuevas estrategias con inmunoterapia una vez las trasladamos a ensayos clínicos".
Un largo trecho hasta llegar a la práctica clínica
El IBEC, ICREA y el Hospital del Mar Research Institute ya han presentado una solicitud de patente conjunta por la metodología MIRO. "Nuestro objetivo es transferir esta tecnología a la industria farmacéutica y hospitales para poder aplicarla a pacientes", señala la Dra. Labernadie. “En un horizonte muy próximo, podremos empezar a establecer colaboraciones con la industria farmacéutica con el fin de testar la eficacia de las inmunoterapias. No obstante, lo que sería trasladar el sistema MIRO a la práctica clínica, y más concretamente a la medicina personalizada, ya va más para largo… primero hay que estudiar su aplicabilidad”, manifiesta por su parte Trepat.
El estudio descrito, que ha sido publicado en la revista ‘Nature Communications’, ha contado con la colaboración del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), la Universidad de Barcelona (UB), el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), la Universidad Pompeu Fabra (UPF, en Barcelona) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Oncología (CIBERONC -ISCIII). El trabajo, asimismo, ha recibido financiación parcial de la Fundación ‘La Caixa’.
Artículo de referencia
Perucca A, Gómez Llonin A, Mañe Benach O, Hallopeau C, Rivas EI, Linares J, et al. Micro Immune Response On-chip (MIRO) models the tumour-stroma interface for immunotherapy testing. Nat Commun. 2025;16(1):1279. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56275-1
