Aporte al desarrollo de un soporte tridimensional para el estudio de tumores sólidos de mama. Fase I: Estudio de las propiedades reológicas, microestructurales y de reactividad biológica in vitro
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2022
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Resumen
El cáncer de mama es el tumor maligno heterogéneo más común en mujeres en todo el mundo. En los últimos años se ha avanzado en el tratamiento farmacológico frente a este cáncer, donde el screening de fármacos se realiza en soportes 2D o esferoides 3D, sin embargo, presentan falencias en la predicción del comportamiento del fármaco en el paciente. La ingeniería de tejidos ha incursionado en la elaboración de soportes 3D a partir de biomateriales naturales o sintéticos que imitan la estructura tisular tumoral, permitiendo evaluar los fármacos anticancerígenos de una manera más versátil y similar a lo que ocurre in vivo. Este proyecto aportó, en la primera fase de un macroproyecto, al desarrollo de un soporte tridimensional de gelatina para el estudio de tumores sólidos de mama, dónde se estudiaron las propiedades reológicas, microestructurales y de reactividad biológica in vitro. Se elaboraron 6 soportes con diferentes concentraciones de gelatina y métodos de congelamiento, 14, 17 y 20 mg/g congelados a -20°C fueron denominados G1, G3 y G5 y los soportes 14, 17 y 20 mg/g congelados a -80°C fueron denominados G2, G4 y G6. Los resultados muestran que los soportes elaborados a -80°C presentan una mayor homogeneidad comparado con los soportes elaborados a -20°C, también se evidenció, que la microestructura de los soportes 3D elaborados a -80°C presentaron características anisotrópicas, con poros definidos, disminuyendo el tamaño de poro al aumentar la concentración de gelatina. Se obtuvieron valores promedio de tamaño de poro para los soportes G2, G4 y G6 de 768μm, 604μm y 304μm respectivamente, para los soportes G1, G3 y G5 no se obtuvieron poros definidos. así mismo, se obtuvieron rangos porcentajes de porosidad para todos los soportes entre 49.7% - 69.2% donde se evidenció que a menor temperatura mayor porcentaje de porosidad. Por otro lado, los módulos de Young obtenidos, fueron cercanos entre sí en cada soporte evaluado. Los ensayos de reolología dinámica evidenciaron para todos los soportes, un comportamiento sólido con altos porcentajes de deformación. También evidenciaron la falta de homogeneidad de los soportes congelados a -20°C y la del soporte G6, por su alta concentración y baja temperatura de congelación. Finalmente, se obtuvieron soportes no citotóxicos con una viabilidad celular superior al 70% para todos los soportes. En conclusión, este trabajo muestra que los soportes G2 y G4 presentaron las mejores características reológicas, microestructurales y de reactividad biológica in vitro, por lo que estos podrían ser usados y caracterizados en las siguientes fases de este proyecto.
Descripción
Abstract
Breast cancer is the most common heterogeneous malignant tumor in women worldwide. In recent years, the most promising advances in pharmacological treatment against this cancer have done, where drug screening is carried out in 2D cells cultures or 3D spheroids, however, they have drawbacks to predicting the effectivity of the drug in the patient. Tissue engineering has worked into the development of 3D scaffolds from natural or synthetic biomaterials that mimic the structure of tumor tissue, these scaffolds can be evaluated in anticancer drugs due to the fact that a more versatile way and similar characteristics as well as in vivo tumor.
This project contributed to the first phase of a macro project, in the development of three-dimensional gelatin scaffolds for the study of solid breast tumors. The rheological, microstructural, and in vitro biological reactivity properties were studied. Six scaffolds were made with different concentrations of gelatin and freezing methods, 14, 17, and 20 mg/g scaffolds were frozen at -20°C were called G1, G3, and G5, the scaffolds of 14, 17, and 20 mg/g were frozen at -80 °C, and they were designated G2, G4, and G6. Average pore size values for scaffolds were 768μm, 604μm, and 304μm for G2, G4, and G6, respectively. The scaffolds G1, G3, and G5 could not obtain delimited pores. On other hand, for all the scaffolds the percentage ranges of porosity were obtained between 49.7% - 69.2%, where If a lower temperature, higher percentage of porosity. Young's modulus was similar among all scaffolds. Dynamic rheology tests for all scaffolds showed solid behavior with high percentages of deformation. Also, all scaffolds that froze at -20°C and G6 scaffolds that froze at -80°C, show low homogeneity. Finally, all scaffolds were cytocompatible with cell viability greater than 70%. In conclusion, the G2 and G4 scaffolds have the best rheological, microstructural, and biological reactivity characteristics in vitro, so they could be used and characterized in the following phases of this project.
Palabras clave
Soportes 3D, Cáncer de mama, Microestructura, Reología, Citocompatible
Keywords
3D scaffolds, Breast cancer, Microstructure, Rheology, Cytocompatible