Minitumores derivados de células de cáncer de mama

En el marco del Día Internacional contra el Cáncer de Mama, el cultivo de minitumores ahora permite entender su resistencia a los tratamientos y acercar la medicina personalizada.

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 la detección precoz y las 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 la India, desarrollaron un modelo revolucionario: minitumores 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 (PDO) 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 un 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, sino un entorno complejo en el que distintos tipos de células interactúan entre sí.  El nuevo modelo permitió observar detalladamente estas interacciones, a través de técnicas de laboratorio, en donde se confirmó la existencia de los mimos marcadores celulares tumorales y del sistema inmune que aparecen en un tumor humano en condiciones normales, que producen principalmente inflamación crónica y cambios del tejido, procesos claves en la progresión tumoral y en la resistencia a las terapias oncológicas. Al analizar las células secretadas por los organoides, se encontraron moléculas que promueven la migración de células cancerosas y al mismo tiempo, la evasión del sistema inmune, además de marcadores que generan condiciones óptimas para la supervivencia de un tumor, como el estrés oxidativo. 

Estos hallazgos demuestran que los minitumores 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 minitumores 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 el cribado de fármacos, la 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”.

Distintos métodos alternativos se están desarrollando ya en Latinoamérica, conoce los laboratorios en el mapa de laboratorios alternativos. 

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