El uso de modelos de esferoides multicelulares en la biología del cáncer tiene varias décadas de edad1,2, pero ha ganado un impulso sustancial en los últimos años. En gran parte, esto refleja una mayor conciencia de cuán fuerte depende el fenotipo de las células cancerosas de su microambiente y de las condiciones específicas de crecimiento. El microambiente en tumores sólidos es fundamentalmente diferente del de los tejidos normales correspondientes. Esto incluye condiciones fisicoquímicas como pH, tensión de oxígeno, así como presión intersticial, gradientes de concentración de factores solubles como nutrientes, productos de desecho y compuestos de señalización secretados (factores de crecimiento, citoquinas). Además, incluye la organización de la matriz extracelular (ECM), las interacciones célula-célula y la señalización intercelular,y otros aspectos de la arquitectura tridimensional particular (3D) del tumor 3,4, 5,6. Las condiciones microambientales específicas en las que existen las células cancerosas afectan profundamente su perfil de expresión génica y sus propiedades funcionales, y está claro que, en comparación con el de las células cultivadas en 2D, el fenotipo de los esferoides 3D imita mucho más de cerca el de los tumores in vivo7,8,9,10,11. Los modelos 2D, incluso si emplean hipoxia, pH ácido y altas concentraciones de lactato para imitar aspectos conocidos del microambiente tumoral, todavía no capturan los gradientes de los parámetros fisicoquímicos que surgen dentro de los tumores, así como su tumor 3D Arquitectura. Por otro lado, los modelos animales son costosos, lentos y éticamente problemáticos, y en general, también tienen deficiencias en su capacidad para recapitular las condiciones tumorales humanas. En consecuencia, los esferoides 3D se han aplicado como modelo de complejidad intermedia enestudios de una amplia gama de propiedades de la mayoría de los cánceres sólidos 9,11,12,13, 14,15,16,17.
Un uso ampliamente empleado de esferoides 3D es en ensayos de detección de eficacia de la terapia contra el cáncer9,18,19,20. Las respuestas al tratamiento son particularmente sensibles al microambiente tumoral, lo que refleja tanto el impacto de la tortuosidad, la difusión restringida, la alta presión intersticial y el pH ambiental ácido en la administración de fármacos, como el impacto de la hipoxia y otros aspectos del microambiente en la respuesta a la muerte celular9,17. Debido a que el entorno dentro de los esferoides 3D desarrolla intrínsecamente todas estas propiedades7,8,9,10,11, el empleo de cultivos celulares 3D puede mejorar sustancialmente la traducción de los resultados a condiciones in vivo, sin embargo, permitir un cribado eficiente y asequible de alto rendimiento del crecimiento neto. Sin embargo, la gran mayoría de los estudios sobre la respuesta farmacológica de las células cancerosas todavía se llevan a cabo en condiciones 2D. Esto probablemente refleja que, mientras que algunos ensayos se pueden implementar relativamente fácilmente para cultivos celulares 3D, muchos, como ensayos de viabilidad, hincha occidental y análisis de inmunofluorescencia, se realizan mucho más convenientemente en 2D que en 3D.
El objetivo del presente trabajo es proporcionar ensayos fácilmente susceptibles y protocolos precisos para analizar el efecto del tratamiento con fármacos contra el cáncer en la viabilidad y supervivencia de las células cancerosas en un entorno de imitación de tumores 3D. Específicamente, proporcionamos y comparamos tres métodos diferentes para la formación de esferoides, seguidos de métodos para análisis cualitativos y cuantitativos de crecimiento, viabilidad y respuesta a fármacos.