El cáncer de mama continúa siendo uno de los principales desafíos de la medicina moderna. Solo en 2020 se diagnosticaron más de 2,3 millones de nuevos casos en el mundo, y se proyecta que para 2040 esta cifra aumente en más de 3 millones anuales. A pesar de los avances en detección precoz y terapias dirigidas, las tasas de mortalidad siguen siendo altas debido a la complejidad biológica de la enfermedad y a su enorme variabilidad entre pacientes.

Frente a este panorama, un grupo de investigadores del National Institute of Pharmaceutical Education and Research (NIPER-Kolkata), en colaboración con el Chittaranjan National Cancer Institute de India, desarrollaron un modelo revolucionario. Mini tumores tridimensionales derivados directamente de tejidos de pacientes con cáncer de mama, capaces de reproducir la estructura, el comportamiento y la respuesta inmunológica del tumor original, sin utilizar animales de experimentación.

El estudio, publicado en julio de 2025, describe una metodología completamente nueva de desarrollo de organoides 3D inducidos mecánicamente, que busca superar las limitaciones de los modelos tradicionales como los cultivos bidimensionales y los ensayos en animales para avanzar hacia una investigación más precisa, reproducible y ética.

Organoides que replican la complejidad del tumor humano.

El equipo liderado por Subhadeep Roy y Velayutham Ravichandiran logró generar y mantener organoides tridimensionales a partir de muestras de pacientes con distintos subtipos de cáncer de mama: ER+, PR+ y HER2+, que representan los perfiles más frecuentes de la enfermedad.

Estos Patient-Derived Organoids (PDOs) fueron obtenidos mediante un procedimiento de disociación mecánica, es decir, sin enzimas ni reactivos que alteren las interacciones celulares. En su lugar, los investigadores emplearon pipeteo suave y cortes controlados del tejido para preservar la arquitectura natural y las conexiones entre las células del tumor. Una vez insertados en una matriz extracelular tridimensional, los fragmentos comenzaron a organizarse espontáneamente en estructuras esféricas que imitan los lóbulos y ductos del tejido mamario.

Durante un periodo de 30 días, los organoides conservaron una alta viabilidad celular, sin evidencias de muerte celular, y reprodujeron fielmente la composición del microambiente tumoral original: fibroblastos, células epiteliales, células madre mesenquimales, endoteliales e inmunes. Este nivel de heterogeneidad celular nunca se había logrado con tanta fidelidad en un modelo in vitro.

El cáncer de mama no es solo un conjunto de células malignas, es un ecosistema complejo donde coexisten y se comunican diversos tipos celulares. El nuevo modelo permitió observar estas interacciones con un nivel de detalle sin precedentes. Mediante técnicas de inmunohistoquímica y microscopía confocal, los científicos confirmaron la expresión de marcadores claves como CD20 de linfocitos B, CD34 de células endoteliales, CD45 de células inmunes, CD73/90/105 de células madre mesenquimales, además de marcadores de transición epitelio mesénquima y de componentes de matriz extracelular. Estas señales moleculares reproducen las mismas condiciones del tumor humano, como angiogénesis activa, invasividad, inflamación crónica y remodelación del tejido, todos procesos claves en la progresión tumoral y en la resistencia a terapias oncológicas.

El análisis de las citoquinas secretadas por los organoides reveló altos niveles de IL-6, IL-8, TNF-α, IFN-γ y TGF-β, moléculas que promueven la migración de células cancerosas, el crecimiento vascular y la evasión del sistema inmune. Al mismo tiempo, se observaron marcadores de estrés oxidativo, como catalasa (CAT) y glutatión (GSH), indicadores de los mecanismos que las células tumorales utilizan para sobrevivir en condiciones adversas y resistir tratamientos.

Estos hallazgos demuestran que los mini tumores 3D pueden funcionar como modelos microfisiológicos realistas del cáncer humano, mucho más representativos que los modelos animales, al reflejar tanto la diversidad celular como los procesos inflamatorios propios del microambiente tumoral.

Del laboratorio a la medicina personalizada.

Una de las mayores fortalezas de este modelo es su reproducibilidad y escalabilidad. Más del 70 % de las muestras de pacientes lograron convertirse en organoides viables, lo que abre la posibilidad de crear biobancos de tumores personalizados para investigar respuestas terapéuticas específicas. Estos mini tumores pueden cultivarse repetidamente a partir de pequeñas biopsias, lo que permitiría evaluar la eficacia de distintos fármacos antes de aplicarlos en la paciente, reduciendo los ensayos clínicos con animales y acelerando el desarrollo de terapias individualizadas.

Los investigadores destacan que su sistema 3D también puede emplearse para cribado de fármacos, identificación de biomarcadores de resistencia y estudios de inmunoterapia, integrando información molecular, celular y bioquímica en un solo modelo. El uso de organoides derivados de pacientes representa así un paso crucial hacia la oncología de precisión, donde los tratamientos se ajustan al perfil biológico único de cada tumor. Además, contribuye a los objetivos globales de reemplazo y reducción del uso de animales en la investigación biomédica, alineándose con los principios de las 3R (Reemplazo, Reducción y Refinamiento) promovidos por la Unión Europea y la OCDE.

El desarrollo de estos organoides no solo tiene implicaciones científicas, sino también éticas y sociales. La capacidad de modelar la biología del cáncer sin recurrir a animales permite avanzar hacia una ciencia más responsable, compatible con los valores de bienestar y respeto por toda forma de vida. Los modelos tridimensionales, combinados con herramientas de inteligencia artificial y análisis de datos ómicos, están configurando una nueva era en la investigación biomédica: una donde la complejidad del cuerpo humano puede ser replicada sin sufrimiento animal, con mayor precisión y relevancia clínica.

Como resume el investigador principal, Subhadeep Roy “la posibilidad de generar organoides derivados de pacientes nos acerca a terapias verdaderamente personalizadas, al tiempo que reducimos la dependencia de modelos animales. Nuestro objetivo es que esta tecnología se convierta en una base sólida para la oncología traslacional del futuro”.

Estos avances científicos marcan el camino hacia una medicina más personalizada y ética, en la que la investigación sin uso de animales y la prevención desde los hábitos cotidianos convergen para proteger la salud. Te invitamos a ser parte de las actividades organizadas por el Physicians Committee for Responsible Medicine (PCRM), el Rally “Let’s Beat Breast Cancer” el 25 de octubre en Frutillar, y la clase gratuita “Venzamos el cáncer de mama” el 2 de noviembre, impartida por Sol Gracia, donde aprenderás cómo la alimentación basada en plantas puede ayudar a prevenir y sobrevivir al cáncer.

Referencia.

Kumari, M., Alam, K., Bhattacharya, A., Roy, N. S., Madhasu, V., Guchhait, B., Dan, S., Sett, S., Chakrabarti, J., Mandal, C., Ravichandiran, V., & Roy, S. (2025). Mechanically induced development and maturation of 3D in-vitro organoid platform: An organotypic heterogeneous microphysiological model of patient-derived organoids with ER/PR/HER2+ breast cancer. Frontiers in Immunology, 16. https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1594405.