El científico Francisco Lorenzo lidera un proyecto pionero para recrear en el laboratorio miniaturas personalizadas de tumores de colon. «Se podrá estudiar el cáncer con una precisión hasta ahora inédita» Leer El científico Francisco Lorenzo lidera un proyecto pionero para recrear en el laboratorio miniaturas personalizadas de tumores de colon. «Se podrá estudiar el cáncer con una precisión hasta ahora inédita» Leer
Como muchas grandes ideas, el proyecto pionero que lidera el científico Francisco Lorenzo nació de la frustración, de la constatación de un obstáculo en el camino. «Uno de los desafíos más importantes en la investigación del cáncer sigue siendo el de poder recrear en el laboratorio lo que ocurre en el organismo cuando se desarrolla un tumor», explica. Los modelos animales o los cultivos celulares disponibles pueden ayudar, pero siguen sin proporcionar una representación precisa de lo que está pasando en el interior del paciente, continúa.
En vez de conformarse, él se planteó el reto de solucionar el problema y crear un modelo experimental que permita estudiar con precisión el cáncer; en concreto, el colorrectal. Acaba de recibir una ERC Starting Grant, una de las becas europeas más prestigiosas -dotada con 1,5 millones de euros- para que estos «avatares», como él mismo denomina el prototipo, sean cuanto antes una realidad en las consultas de oncología.
«Nuestro modelo pretende obtener una representación mucho más fiel del tumor del paciente en el laboratorio», apunta Lorenzo, investigador Ramón y Cajal del Centro de Investigación del Cáncer de Salamanca y de la Universidad de Salamanca.
La meta del proyecto, denominado NEXT-CRC, es la creación de un «órgano en un chip, una miniatura del propio tejido del paciente que se puede crear mediante ingeniería de tejidos», señala el investigador.
La peculiaridad de estos complejos dobles de laboratorio es que pueden diseñarse de forma que incluyan todos los componentes que forman parte del tumor y su entorno. «No solo es importante contar con las células tumorales y con sus mutaciones particulares, sino también con todo el microambiente tumoral, las células sanas que rodean el tumor y ejercen una importante influencia sobre cómo se comporta el cáncer», aclara.
Por ejemplo, continúa, es importante reproducir las células del sistema inmunitario que están presentes en el microambiente tumoral, así como las células de la microbiota intestinal. «El colon está lleno de microorganismos, como las bacterias, y es importante tener en cuenta su acción», resume.
«La idea principal es disponer de una versión en miniatura que refleje bien tanto la arquitectura como la biología del tumor y el microambiente del paciente», continúa Lorenzo, quien subraya que contar con estos avatares abre la puerta a estudiar el cáncer colorrectal con una precisión inédita. Además, añade, también permitirá profundizar en la búsqueda de nuevos tratamientos efectivos y personalizados.
Estos avatares suponen un salto cualitativo con respecto a otros organoides que ya se emplean en el laboratorio. «Los modelos celulares en tres dimensiones actuales tienen limitaciones importantes a la hora de reflejar las interacciones que se dan en el microambiente tumoral así como desde el punto de vista de la arquitectura de los tejidos», señala Lorenzo. Por otro lado, añade, estas estructuras tampoco permiten seguir la evolución del tumor ni evaluar la respuesta a tratamientos personalizados, algo que sí permitiría su modelo.
Una de las cuestiones que los investigadores quieren averiguar es por qué, a día de hoy, la gran mayoría de los pacientes con cáncer colorrectal no pueden beneficiarse de los tratamientos de inmunoterapia, un abordaje que sí está resultando muy efectivo en otros tipos de cáncer, como el melanoma. «Queremos entender por qué ocurre esto y, sobre todo, cómo solucionarlo. Y esperamos que este modelo nos aporte respuestas en ese sentido».
La principal hipótesis que manejan los científicos es que la composición de la microbiota intestinal, el universo de microorganismos que está presente en nuestras tripas, ejerce una influencia clave en la respuesta a la inmunoterapia. «Hay evidencias de que la microbiota puede modular la respuesta inmunitaria», explica Lorenzo. Sin embargo, continúa, esta influencia no ha podido estudiarse a fondo debido a la falta de modelos experimentales adecuados.
«Con este modelo queremos construir avatares específicos del paciente que nos permitan conocer, con una precisión inédita hasta este momento, los mecanismos que afectan al desarrollo del tumor y estudiar su respuesta ante tratamientos. En última instancia, esto nos permitirá dar soluciones terapéuticas personalizadas para cada paciente», subraya el científico. Y pone un ejemplo: conociendo el impacto de la microbiota es posible plantear una herramienta que permita manejar su acción para que estimule en mayor medida el sistema inmunitario y haga más efectivos tratamientos como el de la inmunoterapia.
La meta final es que en el futuro, cada paciente que lo necesite pueda beneficiarse, de forma personalizada, de uno de estos avatares; y que pueda estudiarse en ellos la evolución de ese tumor en particular y la respuesta a los distintas medicaciones disponibles.
«Ese es nuestro sueño, aunque somos conscientes de que por delante tenemos distintos retos, no solo científicos y técnicos, sino también logísticos», reconoce Lorenzo.
A día de hoy, cita, estos modelos no se pueden hacer en masa. «Estamos todavía en fase de prototipo en el que sí somos capaces de generarlos y de crear versiones preliminares que ya hemos visto que funcionan bastante bien, pero la elaboración todavía es un poco artesanal en el sentido de que no podemos crearlos de forma masiva», expone el científico. «Somos conscientes de que este proyecto tiene aún un camino por delante hasta ser capaces de que estos avatares personalizados estén disponibles para cada paciente que los necesite con la mayor brevedad posible», admite.
La concesión de la ERC Starting Grant supone un importante balón de oxígeno para seguir trabajando durante al menos los próximos cinco años, subraya, «lo que supone un tiempo más que razonable para tener versiones preliminares de estos modelos e iniciar la investigación más traslacional, dirigida a obtener respuestas sobre cuestiones como de qué forma se puede mejorar la inmunoterapia».
A la beca europea se ha unido también este mes de octubre la concesión de la VI Ayuda para Talento Joven en Cáncer que concede la Fundación FERO y la Asociación Española de Investigación sobre el Cáncer (ASEICA). El galardón, que tiene como objetivo impulsar líneas de investigación disruptivas y con capacidad de traslación biomédica y está dotado con 80.000 euros, destacó la trayectoria emergente del investigador y su desarrollo de proyectos altamente innovadores que abren nuevas fronteras en la investigación oncológica.
Licenciado en Biotecnología por la Universidad de Salamanca, Lorenzo comenzó a investigar la posibilidad de crear avatares del paciente ya durante su tesis doctoral. «Empecé a experimentar con algunos modelos básicos que ya tenían componentes tridimensionales y enseguida me di cuenta de que los resultados que obtenía con esos modelos eran más fiables que los que proporcionaban los modelos de dos dimensiones convencionales», recuerda. Esa constatación le empujó a realizar un post-doc en Lausana (Suiza), donde se gestó el germen del proyecto y arrancó la creación de los primeros minitejidos.
El investigador demostró así la viabilidad de crear tejidos funcionales en miniatura con células humanas y la posibilidad de desarrollar modelos avanzados de tejido colorrectal. Volvió a España con un programa de repatriación de talento y se afincó en Salamanca, una ciudad que Lorenzo considera «un enclave estratégico para hacer investigación en cáncer, tanto por los recursos que tiene el Centro de Investigación del Cáncer y la Universidad de Salamanca, como por el hospital, que es referente nacional en este tipo de investigaciones».
El abordaje del cáncer de colon es el primer paso en un proyecto con vocación de ampliación, asegura. «El cáncer colorrectal nos resultaba particularmente interesante porque muchos pacientes no responden a tratamientos como la inmunoterapia sin que sepamos el por qué y, además, es muy común», señala Lorenzo.
Este tipo de cáncer es el que con más frecuencia se diagnostica en España y el segundo tumor que más muertes provoca (unas 11.000 al año). La Sociedad Española de Oncología Médica (SEOM) estima que en 2025 se detectarán 44.573 nuevos casos.
Con la receta del avatar de cáncer colorrectal en la mano, el equipo de Lorenzo pretende adentrarse también en el desarrollo de otros tejidos. «El primer paso, porque creemos que es más sencillo, será la transferencia de la tecnología a otros tejidos del tracto digestivo, pero más adelante queremos intentarlo también con otros órganos, como el hígado o el pulmón», señala el científico, que destaca la multidisciplinariedad del grupo que dirige. Además de especialistas en biología celular y biología molecular, también hay expertos en ingeniería tisular, genetistas, bioinformáticos… «la ciencia del cáncer hoy en día tiene que ser lo más transversal posible», remarca. «Es la única manera de afrontar los complejos retos que se plantean».
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