Modelos de cocultivo microfluídico para diseccionar la respuesta inmune en microambientes tumorales in vitro

Los modelos de enfermedades complejas exigen herramientas de vanguardia capaces de ofrecer información fisiológica y patológicamente relevante y procesable, y revelar procesos que de otro modo serían invisibles. Los ensayos celulares avanzados que imitan de cerca el escenario in vivo se están estableciendo como formas novedosas de visualizar y medir la interacción bidireccional tumor-huésped que influye en la progresión del cáncer. Aquí describimos dos protocolos versátiles para recrear cocultivos 2D y 3D altamente controlables en microdispositivos, imitando la complejidad del microambiente tumoral (TME), bajo inmunovigilancia natural e inducida por terapia. En la sección 1, se proporciona un entorno experimental para monitorear la diafonía entre las células tumorales adherentes y las poblaciones inmunes flotantes, mediante microscopía de lapso de tiempo de campo brillante. Como escenario aplicativo, analizamos los efectos de los tratamientos contra el cáncer, como los llamados inductores inmunogénicos de muerte de células cancerosas sobre el reclutamiento y la activación de las células inmunes. En la sección 2, los microambientes inmunes al tumor 3D se ensamblan en un diseño competitivo. La infiltración inmune diferencial se monitoriza mediante instantáneas de fluorescencia hasta 72 h, para evaluar estrategias terapéuticas combinadas. En ambos entornos, se ilustran los pasos de procesamiento de imágenes para extraer una gran cantidad de parámetros de células inmunes (por ejemplo, migración e interacción de células inmunes, respuesta a agentes terapéuticos). Estos métodos simples y poderosos se pueden adaptar aún más para simular la complejidad del TME que abarca la heterogeneidad y plasticidad de los subtipos de células cancerosas, estromales e inmunes, así como sus interacciones recíprocas como impulsores de la evolución del cáncer. El cumplimiento de estas tecnologías en rápida evolución con imágenes de alto contenido de células vivas puede conducir a la generación de grandes conjuntos de datos informativos, lo que plantea nuevos desafíos. De hecho, el triángulo "co-cultivos/microscopía/análisis avanzado de datos" establece el camino hacia una parametrización precisa del problema que puede ayudar a protocolos terapéuticos a medida. Esperamos que la futura integración de inmune al cáncer en un chip con inteligencia artificial para el procesamiento de alto rendimiento sinergice un gran paso adelante en el aprovechamiento de las capacidades como herramientas predictivas y preclínicas para la oncología de precisión y personalizada.