Desarrollo de microgeles basados en microcápsulas huecas para generar modelos de enfermedad de mieloma múltiple

Abstract

[ES] El proyecto tiene como objetivo producir, caracterizar y validar una plataforma de cultivo in vitro para reproducir el comportamiento in vivo de las células tumorales de Mieloma Múltiple e investigar la influencia de diferentes biomateriales en el desarrollo de estas células. La plataforma de cultivo consiste en un microgel capaz de recrear la matriz extracelular de la médula ósea. Este microgel se basa en una suspensión de microesferas y células en un medio líquido, que se mantiene mediante una agitación suave proporcionada por un agitador rotativo. El novedoso uso de criotubos para el cultivo permite trabajar con pequeños volúmenes de células y microesferas en la suspensión, manteniendo el entorno biomimético y la tridimensionalidad. Para la producción de la plataforma de cultivo se fabrican microesferas de alginato mediante un sistema microfluídico. Estas microesferas serán la base del sistema y serán funcionalizadas de diferentes maneras para poder realizar el cultivo. La funcionalización se realizará mediante el proceso Layer by Layer, que genera 3 bicapas de polielectrolitos cargados positiva y negativamente, que se mantienen unidos alternativamente por fuerzas electrostáticas. La última capa de estos recubrimientos presentará las biomoléculas presentes en la matriz extracelular de la médula ósea. Los pares de materiales estudiados serán: gelatina y alginato, poli-L-lisina y alginato, y heparina y quitosano. Para caracterizar la plataforma se utilizarán técnicas de microscopía óptica y electrónica, espectrofotometría y otras técnicas bioquímicas. Asimismo, para validarla, se cultiva una línea celular de mieloma múltiple (RPMI 8226) en el entorno tridimensional desarrollado y se analizan los resultados cuantificando la proliferación mediante la medición del ADN total.

[CA] El projecte busca produir, caracteritzar i validar una plataforma de cultiu in vitro que permeta reproduir el comportament in vivo de les cèl·lules tumorals del Mieloma Múltiple i investigar la influència de diferents biomaterials en el desenvolupament d'aquestes cèl·lules. La plataforma de cultiu consisteix en un microgel capaç de recrear la matriu extracelul·lar de la medul·la òssia. Aquest microgel està basat en una suspensió de microesferes i cèl·lules en un mig líquid, mantingut mitjançant una agitació suau proporcionada per un agitador rotacional. L'ús nou de criotubs per al cultiu permet treballar amb volums menuts de cèl·lules i microesferes en la suspensió mantenint l'entorn biomimétic i la tridimensionalitat. Per a la producció de la plataforma de cultiu es fabriquen microesferes d'alginat mitjançant un sistema de microfluídica. Aquestes microesferes seran la base del sistema, i per a realitzar el cultiu, seran funcionalitzades de formes diferents. La funcionalització es realitzarà mitjançant el procés de Layer by Layer, amb el qual es generen 3 bicapes de polielectrolits carregats positiva i negativament, que alternats, es mantenen units per les forces electroestàtiques. L'última capa d'aquests recobriment presentarà a les cèl·lules biomolècules presents en la matriu extracelul·lar de la medul·la òssia. Els parells de materials estudiats seran: gelatina i alginat, poli-L-Lisina i alginat i heparina i quitosà. Per a caracteritzar la plataforma, s'empren tècniques de microscòpia òptica i electrònica, espectrofotometries i altres tècniques bioquímiques. D'igual forma, per a validar-la, es realitza un cultiu d'una línia cel·lular de mieloma múltiple (RPMI 8226) en l'entorn tridimensional desenvolupat i els resultats són analitzats quantificant la proliferació emprant la mesura de l'ADN total.

[EN] The project aims to produce, characterize and validate an in vitro culture platform to reproduce the in vivo behavior of Multiple Myeloma tumor cells and to investigate the influence of different biomaterials on the development of these cells. The culture platform consists of a microgel capable of recreating the extracellular matrix of the bone marrow. This microgel is based on a suspension of microspheres and cells in a liquid medium, maintained by gentle agitation provided by a rotational shaker. The novel use of cryotubes for culture allows working with small volumes of cells and microspheres in the suspension while maintaining the biomimetic environment and three-dimensionality. For the production of the culture platform, alginate microspheres are manufactured using a microfluidic system. These microspheres will be the basis of the system and will be functionalized in different ways in order to carry out the culture. The functionalization will be carried out using the Layer by Layer process, which generates 3 bilayers of positively and negatively charged polyelectrolytes, which are alternately held together by electrostatic forces. The last layer of these coatings will present the biomolecules present in the extracellular matrix of the bone marrow. The pairs of materials studied will be: gelatin and alginate, poly-L-lysine and alginate, and heparin and chitosan. Optical and electron microscopy techniques, spectrophotometry, and other biochemical techniques will be used to characterize the platform. Similarly, to validate it, a multiple myeloma cell line (RPMI 8226) is cultured in the three-dimensional environment developed and the results are analyzed by quantifying proliferation using total DNA measurement.