Diseño de modelo 3D basado en microgeles funcionalizados para el cultivo de células del mieloma múltiple en biorreactor de perfusión

Abstract

[ES] El mieloma múltiple (MM) es una neoplasia hematológica definida por la presencia de una paraproteína monoclonal como consecuencia de la proliferación de células plasmáticas monoclonales. Recrear el microambiente tumoral y los distintos eventos que tienen lugar conforme la enfermedad progresa es crucial para estudiar las rutas de señalización que conducen a la generación de resistencia a fármacos y desarrollar nuevas terapias antitumorales. Sin embargo, los modelos disponibles no consiguen reproducir fielmente el tumor ni las interacciones entre éste y su entorno, resultando en discrepancias entre las conclusiones preclínicas y la respuesta de los pacientes a los tratamientos.

El trabajo se plantea como un diseño de un modelo de plataforma de cultivo 3D de células de MM, basado en microesferas sintéticas funcionalizadas con biomoléculas de la matriz extracelular de la médula ósea, como el colágeno tipo I (Col I) y el heparán sulfato (HS), cuyo papel en la resistencia adquirida quiere ser estudiado.

En él se incluyen los protocolos de fabricación de cada uno de los elementos que componen la plataforma: las microesferas de alginato obtenidas mediante un sistema microfluídico y funcionalizadas mediante la técnica de Layer-by-layer (LbL) y un biorreactor de perfusión para la realización del cultivo celular automáticamente. Asimismo, el trabajo consta de un estudio en profundidad del estado del arte en relación con los modelos de enfermedad del MM.

[EN] Multiple myeloma (MM) is a haematological neoplasia defined by the presence of a monoclonal paraprotein because of monoclonal plasmatic cell proliferation. Recreating the tumour microenvironment and the various events that occur as the disease progresses is crucial to study the signalling pathways that lead to drug resistance generation and to develop new antitumor therapies. However, available models fail to faithfully reproduce the tumour and tumour-niche interactions, leading to discrepancies between preclinical discoveries and the patient¿s response to treatments.

The work is presented as a design of a 3D MM cell culture platform model, based on synthetic microspheres functionalized with bone marrow extracellular matrix biomolecules, such as collagen type I (Col I) and heparan sulphate (HS), whose role in acquired resistance is aimed to be studied.

It includes the manufacturing protocols for each constituent element: the alginate microspheres obtained by means of a microfluidic system and functionalized by the Layer-by-layer technique (LbL) and a perfusion bioreactor to automatically perform the cell culture. The work also consists of an in-depth study of the state of the art in relation to MM disease models.