OHSU obtiene $9.2 millones para crear “órganos en chips” de última generación para el tratamiento de cánceres óseos
Oregon Health & Science University recibe más de $9 millones de los National Institutes of Health para desarrollar modelos microfisiológicos avanzados — también conocidos como órganos en chip — que recrean cómo crece, se disemina y responde al tratamiento el cáncer en los huesos y en tejidos asociados a los huesos.
Dos nuevas adjudicaciones, bajo la dirección de Alexander Davies, D.V.M., Ph.D., y Luiz Bertassoni, D.D.S., Ph.D., amplían una subvención de $3.5 millones de los NIH otorgada a Bertassoni en 2025 y están vinculadas al Knight Cancer Precision Biofabrication Hub, una iniciativa estratégica del OHSU Knight Cancer Institute. En conjunto, las tres subvenciones suman casi $9.2 millones, lo que consolida a OHSU como líder en el uso de modelos de tejido humano diseñados para estudiar el cáncer óseo y los cánceres que se extienden a los huesos, un área con una necesidad médica crítica no cubierta.
“Estos proyectos representan exactamente aquello para lo que se creó el Biofabrication Hub”, afirmó Bertassoni, profesor de ciencias oncológicas, bioingeniería y odontología, y director del Knight Cancer Precision Biofabrication Hub. “Aprovechamos tecnologías desarrolladas aquí para estudiar cánceres complejos y agresivos de formas que antes no eran posibles”.
Órganos en chip
Los tres proyectos financiados por los NIH se basan en sistemas microfisiológicos, unos dispositivos transparentes del tamaño aproximado de una memoria USB que contienen células humanas vivas dispuestas de tal forma que imitan tejidos reales, como huesos, vasos sanguíneos y órganos distantes, como el pulmón. Estos sistemas permiten a los investigadores observar el comportamiento del cáncer en tiempo real, con resolución a nivel de célula individual, mediante el uso de células de origen humano.
Este abordaje responde a un desafío persistente en la investigación sobre el cáncer: los modelos tradicionales de laboratorio y en animales a menudo no logran captar la complejidad del comportamiento de los cánceres humanos, en especial cuando los tumores se diseminan al hueso o a órganos distantes.
“Los NIH priorizan modelos con mayor relevancia para el ser humano”, afirmó Bertassoni. “Estos dispositivos nos permiten generar esa complejidad en el laboratorio y abordar preguntas clave que no se pueden estudiar en pacientes”.
Estudio sobre la diseminación del cáncer óseo
La subvención bajo la dirección de Davies, profesor asistente de ciencias oncológicas y pediatría en la School of Medicine de OHSU, asciende a $3.17 millones y se centra en el osteosarcoma, un cáncer óseo poco frecuente que suele afectar a niños y adolescentes. Las tasas de supervivencia de quienes presentan diseminación de la enfermedad a los pulmones se mantienen en gran medida sin cambios desde hace más de cuatro décadas.
El equipo de Davies utilizará tejido óseo diseñado mediante bioingeniería y modelos de pulmón ex vivo, junto con técnicas avanzadas de imagen y biosensores, para observar cómo las células de osteosarcoma interactúan con entornos óseos y pulmonares y responden a las terapias experimentales en tiempo real.
“Se trata de una enfermedad poco frecuente que resulta muy difícil de estudiar únicamente con muestras de pacientes”, afirmó Davies. “Nuestros modelos nos permiten observar de forma directa la metástasis — cómo las células tumorales crean metástasis, cómo se comunican con su entorno y cómo responden a los medicamentos — con un nivel de detalle que no se puede alcanzar en seres humanos”.
El proyecto se basa en descubrimientos previos realizados con colaboradores del Nationwide Children’s Hospital, que muestran que las metástasis pulmonares del osteosarcoma pueden ser vulnerables a medicamentos dirigidos a una proteína denominada MCL-1, la cual ayuda a las células cancerosas a evitar la muerte celular.
En estudios de laboratorio y en animales, el bloqueo de la proteína MCL-1 dificultó de forma considerable la supervivencia de las células cancerosas en los pulmones. Cuando los inhibidores de MCL-1 se combinaron con la ciclofosfamida, un medicamento de quimioterapia de uso estándar, los tumores pulmonares en algunos casos se eliminaron por completo. Estos primeros resultados son alentadores; sin embargo, los científicos aún deben confirmar la especificidad y la seguridad de este abordaje antes de que pueda utilizarse en personas.
Para responder a estas preguntas, el equipo de Davies utilizará modelos avanzados de laboratorio que imitan el tejido óseo y pulmonar humano, lo que permite observar el crecimiento de las células cancerosas, su comunicación con el tejido circundante y su respuesta a los medicamentos en tiempo real. Estos modelos permitirán comprobar si la proteína MCL-1 efectivamente favorece la supervivencia de las metástasis pulmonares e identificar los mejores medicamentos para inhibirla. Los investigadores también evaluarán la seguridad de estos medicamentos.
Davies señaló que el objetivo consiste en desarrollar tratamientos más seguros y eficaces que actúen tanto sobre las células cancerosas como sobre su entorno de soporte, con el fin de abrir el camino a futuros ensayos clínicos y mejorar los resultados en personas con osteosarcoma.
Cómo invaden y proliferan los cánceres en los huesos
El cáncer de próstata presenta una marcada tendencia a diseminarse a los huesos. Más del 80% de las personas con cáncer de próstata avanzado desarrollan tumores óseos, que pueden causar dolor intenso, fracturas y otras complicaciones graves.
Una segunda subvención de los NIH, por un monto de $2.5 millones y bajo la dirección de Bertassoni, permitirá estudiar cómo los cánceres de próstata agresivos se diseminan a los huesos. Mediante el uso de tejidos óseos cultivados en laboratorio que incluyen vasos sanguíneos y nervios funcionales, su equipo investigará cómo las fuerzas físicas en los vasos sanguíneos y las señales provenientes de los nervios ayudan a las células tumorales a alojarse en los huesos y volverse más agresivas.
Mediante el uso del sistema avanzado de “hueso en chip” desarrollado por Bertassoni, el proyecto financiado plantea dos objetivos principales. En primer lugar, el equipo estudiará cómo las fuerzas físicas propias de los vasos sanguíneos del hueso facilitan la salida de las células cancerosas hacia el tejido óseo y el inicio de su destrucción; además, analizará de forma detallada el efecto de la compresión sobre estas células a nivel genético. En segundo lugar, investigarán cómo la comunicación entre los nervios y las células cancerosas acelera el daño óseo y el crecimiento tumoral.
Al combinar hueso, vasos sanguíneos y nervios en un único modelo humano realista, esta investigación crea el sistema de laboratorio más completo hasta la fecha para estudiar cómo el cáncer de próstata se disemina a los huesos, afirmó Bertassoni. Los descubrimientos del equipo podrían identificar nuevos medicamentos para detener o ralentizar la metástasis ósea y aportar una herramienta potente para el estudio de la diseminación del cáncer.
“El hueso no es un blanco terapéutico pasivo”, afirmó Bertassoni. “Sus vasos sanguíneos, nervios y propiedades mecánicas influyen de forma activa en si las células cancerosas se detienen, sobreviven o proliferan. Estos modelos nos permiten aislar y estudiar esos factores uno por uno”.
La tecnología también se puede adaptar a distintos tipos de cáncer. Una subvención previa de los NIH al laboratorio de Bertassoni respalda estudios similares en cánceres de cabeza y cuello que erosionan el hueso, lo que demuestra la versatilidad de la plataforma.
Ecosistema interdisciplinario
En conjunto, las tres subvenciones reflejan una inversión deliberada por parte de la OHSU y el Knight Cancer Institute en la ciencia interdisciplinaria, que reúne a ingenieros, biólogos especializados en cáncer, expertos en imagenología y profesionales clínicos para abordar enfermedades complejas.
“Esto no ocurre por casualidad; es un ecosistema que hemos venido construyendo”, afirmó Bertassoni. “Estas conexiones permiten mejores avances científicos, mayor financiación y, en definitiva, una mejor atención a los pacientes”.
La subvención de Davies fue otorgada por el National Cancer Institute, de los National Institutes of Health, con el número de adjudicación R01CA300732-01A1, con apoyo adicional de la Sam Day Foundation y MIB Agents. Las subvenciones de Bertassoni fueron otorgadas por el National Cancer Institute, de los National Institutes of Health, con el número de adjudicación R01CA310177, y por el National Institute of Dental and Craniofacial Research, de los National Institutes of Health, con el número de adjudicación R01DE035326. El contenido es responsabilidad única de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de los NIH u otros patrocinadores.