Obtención de microesferas de dextrano funcionalizadas como medio de cultivo tridimensional en un modelo de Mieloma Múltiple

Abstract

[ES] El mieloma múltiple es una neoplasia de las células plasmáticas que se desarrolla en la médula ósea. En la progresión de esta enfermedad y en el desarrollo de resistencias a fármacos, la interacción entre las células tumorales y el microambiente medular juega un papel esencial. En este sentido, es necesario el desarrollo de modelos 3D biomiméticos del microambiente tumoral, de forma que las condiciones de ensayo de los tratamientos sean análogas a la realidad. El objetivo principal de este proyecto ha sido la funcionalización de un microgel con biomoléculas de la matriz extracelular y su caracterización, la evaluación de su biocompatibilidad y el estudio de la generación de resistencias a fármacos en el soporte obtenido.

El medio de cultivo 3D está basado en microesferas de dextrano comerciales que han sido funcionalizadas con dos biomoléculas de la matriz extracelular, ácido hialurónico y sulfato de condroitina, mediante la técnica Layer-by-layer. Posteriormente, los recubrimientos aplicados han sido entrecruzados con glutaraldehído y con carbodiimida. La presencia del recubrimiento se ha confirmado con diversas técnicas: microscopía (óptica, confocal y electrónica de barrido), termogravimetría, espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier¿

La biocompatibilidad del medio de cultivo se ha evaluado con ensayos de viabilidad (Live/Dead) y proliferación (MTS), empleando la línea celular de mieloma múltiple RPMI8226. Con el ensayo de viabilidad se ha determinado la citotoxicidad de los microgeles entrecruzados con glutaraldehído. Con el ensayo de proliferación se ha concluido que los microgeles entrecruzados con carbodiimida son biocompatibles. Por último, se ha estudiado la generación de resistencia a los fármacos bortezomib y dexametasona en los microgeles entrecruzados con carbodiimida. En este ensayo no se han llegado a resultados concluyentes, dado que las condiciones de cultivo no eran las más adecuadas, y se requieren algunas optimizaciones en lo que respecta a las dosis de fármacos y tiempo de cultivo.

En conclusión, se han alcanzado los objetivos propuestos y se han obtenido microgeles biomiméticos de la médula ósea con gran potencial para el estudio del mieloma múltiple, su interacción con el entorno medular y su respuesta a los tratamientos.

[EN] Multiple myeloma is a plasma cell neoplasm that develops in the bone marrow. The interaction between tumor cells and bone marrow microenvironment plays an essential role in the disease progression and development of resistances against drugs. Therefore, 3D biomimetic models of that microenvironment must be developed, so that treatments are tested in assay conditions that reflect the reality. The main goal of this project has been the functionalization and characterization of a microgel with bone marrow biomolecules; the evaluation of said microgel¿s biocompatibility, and the analysis of the effect of the microgel in the development of drug resistances.

The 3D culture media is based on dextran microspheres which have been functionalized with hyaluronic acid and chondroitin sulphate, two biomolecules of the bone marrow; by means of the Layer-by-layer method. Then, the coatings have been cross-linked with glutaraldehyde and carbodiimide. The coatings have been characterized by several techniques: microscopy, thermogravimetry, Fourier-transform infrared spectroscopy¿

Biocompatibility has been assessed with viability (Live/Dead) and proliferation (MTS) assays, in the multiple myeloma cell line RPMI8226. The viability assay has determined that microgels crosslinked with glutaraldehyde are cytotoxic. The proliferation assay has determined that microgels crosslinked with carbodiimide are biocompatible. Finally, microgels crosslinked with carbodiimide have been used to test if there is development of resistance to the drugs bortezomib and dexamethasone. No concluding results have been obtained from this assay; it has been determined that assay conditions were not optimal, and some adjustments are required with respect to drug doses and culture time.

To conclude, the stated objectives have been reached, and biomimetic microgels with great potential to further understand multiple myeloma biology have been obtained.