Diseño, construcción y puesta a punto de un biorreactor para cultivo celular en medios tridimensionales

Abstract

[ES] El mieloma múltiple es un tumor de la médula ósea que representa entre el 1 y el 2 % de todos los cánceres, afectando a personas con una media de edad de 70 años en varones y de 74 años en mujeres, y que actualmente se considera incurable. De aquí surge la necesidad de crear nuevos métodos para el análisis de cultivos de células de mieloma múltiple con su correspondiente exposición a fármacos destinados al tratamiento de esta patología. El presente Trabajo de Fin de Grado consiste en el diseño de un biorreactor de perfusión que utiliza una placa universal de 24 pocillos en los que se coloca una cubierta en cada uno ellos, que los convierte en recintos estancos en los que puede regularse el flujo de medio de cultivo y dosificarse nutrientes y fármacos. El proceso consiste en introducir y extraer el medio de cultivo de manera continua con ayuda de una bomba peristáltica. Además, el biorreactor contará con una membrana para evitar el arrastre de microesferas y células en el medio circulante. Estas actuarán como soporte celular de las células de mieloma múltiple, confiriéndoles un microentorno muy similar al original. Este biorreactor es capaz de soportar unos caudales de medio de cultivo muy por encima del necesario para el cultivo de esta clase de células. Además, genera un perfil de flujo adecuado dentro del biorreactor, haciendo que llegue de manera eficaz a todas las zonas del cultivo a partir de una placa universal de pocillos.

[EN] Multiple myeloma is a tumor of the bone marrow that represents between 1 and 2% of all cancers, affecting people with an average age of 70 years in men and 74 years in women, and which is currently considered incurable . Hence the need to create new methods for the analysis of cultures of multiple myeloma cells with their corresponding exposure to drugs for the treatment of this disease. The present End-of-Degree Project consists of the design of an perfusion bioreactor that uses a universal 24-well plate in which a cover is placed in each one, which converts them into watertight enclosures in which the flow of water can be regulated. culture medium and dosed nutrients and drugs. The process consists in introducing and extracting the culture medium continuously with the help of a peristaltic pump. In addition, the bioreactor will have a membrane to prevent the drag of microspheres and cells in the circulating medium. These will act as cellular support for multiple myeloma cells, giving them a microenvironment very similar to the original. This bioreactor is capable of supporting flow rates of culture medium well above that required for the cultivation of this class of cells. In addition, it generates an adequate flow profile within the bioreactor, making it arrive efficiently in all areas of the culture from a universal plate of wells.

[CAT/VA] El mieloma múltiple és un tumor de la medul·la òssia que representa entre l'1 i el 2% de tots els càncers, afectant persones amb una mitjana d'edat de 70 anys en homes i de 74 anys en dones, i que actualment es considera incurable. D'ací sorgeix la necessitat de crear nous mètodes per a l'anàlisi de cultius de cèl·lules de mieloma múltiple amb la seua corresponent exposició a fàrmacs destinats al tractament d'aquesta patologia. El present Treball de Fi de Grau consisteix en el disseny d'un bioreactor de perfusió que utilitza una placa universal de 24 pous en els quals es col·loca una coberta en cadascun ells, que els converteix en recintes estancs en els quals pot regular-se el flux de mitjà de cultiu i dosar-se nutrients i fàrmacs. El procés consisteix a introduir i extraure el mitjà de cultiu de manera contínua amb ajuda d'una bomba peristàltica. A més, el bioreactor comptarà amb una membrana per a evitar l'arrossegament de microesferes i cèl·lules en el mitjà circulant. Aquestes actuaran com a suport cel·lular de les cèl·lules de mieloma múltiple, conferint-los un microentorn molt similar a l'original. Aquest bioreactor és capaç de suportar uns cabals de mitjà de cultiu molt per damunt del necessari per al cultiu d'aquesta classe de cèl·lules. A més, genera un perfil de flux adequat dins del bioreactor, fent que arribe de manera eficaç a totes les zones del cultiu a partir d'una placa universal de pous.