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Antecedentes/objetivos: Las células madre cancerosas (CSCs) representan una subpoblación menor pero crítica dentro de los tumores, dotada de capacidades de auto-renovación y diferenciación, y están implicadas en la iniciación del tumor, progresión, metástasis, resistencia terapéutica y recurrencia. Los ensayos funcionales in vitro fiables para caracterizar CSCs son fundamentales para el desarrollo de estrategias oncológicas personalizadas.
Este estudio buscó establecer y validar una plataforma de dispositivo microfluídico (MD) para el enriquecimiento, la evaluación funcional y la evaluación terapéutica de poblaciones de CSC derivadas de modelos experimentales y muestras primarias de tumores. Métodos: Se cultivaron líneas celulares de cáncer de mama murinas (LM38LP) y humanas (BPR6) en MDs para promover la formación de esferas. El enriquecimiento de CSC fue confirmado a través del análisis de expresión de genes asociados a la pluripotencia (Oct4, Sox2, Nanog y CD44) por PCR cuantitativa (qPCR) e inmunofluorescencia. El número de esferas, el tamaño y los perfiles de expresión génica se evaluaron cuantitativamente antes (control) y después de la exposición a la quimioterapia.
Para validar la plataforma MD frente a la escala convencional, se realizaron experimentos paralelos en 12 placas de pozo. Para ampliar la relevancia traslacional, tres muestras de tumores caninos primarios (carcinoma sólido de tiroides, carcinoma tubular simple y ganglio linfático reactivo) fueron desagregados mecánicamente y procesados en MDs para la caracterización del CSC. Resultados: La plataforma MD permitió el enriquecimiento consistente de las poblaciones CSC, mostrando una significativa modulación de los parámetros de crecimiento de la esfera y la expresión del marcador stemness después del tratamiento quimioterapéutico.
Más allá de su comparabilidad con el cultivo convencional, el MD también apoyó la tinción de inmunofluorescencia y permitió la supervisión en tiempo real del crecimiento celular individual. La eficiencia de formación de esferas (SFE) y la expresión del marcador CSC se demostraron de manera similar en cultivos de tumores primarios veterinarios, destacando la aplicabilidad entre especies del dispositivo.
Conclusiones: Los ensayos de esferas basados en microfluídicos representan una plataforma robusta, reproducible y escalable para la interrogación funcional de la dinámica del CSC y las respuestas terapéuticas. Esta metodología es muy prometedora para hacer avanzar las terapias dirigidas a CSC y apoyar la oncología personalizada en entornos humanos y veterinarios.