Los modelos celulares tridimensionales (3D) están acelerando la investigación del cáncer porque se parecen mejor al tejido tumoral en varias propiedades funcionales y estructurales. Estos incluyen, entre otros, la producción de matriz extracelular, la interacción entre las células, el mantenimiento de los gradientes de nutrientes y oxígeno, y respuestas similares a los tratamientos 1,2,3,4. Recientemente, para reflejar mejor las condiciones in vivo, se han desarrollado modelos 3D heterogéneos avanzados que involucran varios tipos de células 5,6,7.
El linfoma no Hodgkin de células B (LNH-B) es un grupo heterogéneo de neoplasias malignas que se originan en los linfocitos B, componentes integrales del sistema inmunitario8. Caracterizado por una amplia gama de presentaciones clínicas y características histológicas, el LNH-B abarca un espectro de trastornos, que van desde formas indolentes con un curso clínico prolongado hasta variantes agresivas que progresan rápidamente 9,10. La patogenia del Lnh-B y de otras neoplasias hematológicas malignas suele estar relacionada con el impacto del microambiente tumoral11,12. Por ejemplo, las células del linfoma a menudo se diseminan a la médula ósea, lo que puede resultar en complicaciones potencialmente mortales13. Se ha reconocido que las células estromales mesenquimales (MSC), que son los componentes clave del nicho de la médula ósea, influyen en el crecimiento y la progresión tumoral14, en gran medida a través de interacciones directas célula-célula 15,16,17; Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar modelos que permitan estudiar tales interacciones. Previamente establecimos que las MSCs, cuando se co-cultivan en hidrogeles de agarosa con células de linfoma, se autoagregan en esferoides multicelulares, con células estromales formando el núcleo y estando uniformemente rodeadas por células de linfoma18. En este artículo, presentamos un protocolo para la fabricación de un modelo 3D híbrido de linfoma-células estromales utilizando pinzas ópticas.
Hace más de 35 años, Ashkin informó por primera vez del fenómeno de la captura óptica no invasiva de virus y bacterias mediante un rayo láser enfocado19. Hoy en día, las pinzas ópticas (OT) tienen un impacto cada vez mayor en el campo biomédico, incluida la investigación en biología celular 20,21,22,23. La OT permitió estudiar no solo las propiedades físico-mecánicas de la célula individual 24,25,26, sino también las interacciones directas célula-célula a nivel de una sola célula, y una mayor disposición y estructuración celular en 2D y 3D 27,28,29. La técnica de atrapamiento óptico se basa en las fuerzas ópticas del orden de unos pocos piconewtons ejercidas en forma de radiación electromagnética (fotones), que cambia su momento cuando interactúa con la materia30. En consecuencia, mediante el uso de uno o más rayos láser, los operadores pueden manipular selectivamente las posiciones, el movimiento y la dinámica de los objetos en micro y nanoescala20. En la práctica, la técnica de atrapamiento óptico permite el atrapamiento selectivo y no destructivo de células vivas, poniéndolas en contacto con la superficie de otra célula o molécula y desencadenando el inicio del proceso de adhesión31. Utilizando las funcionalidades anteriores, primero intentamos colocar ópticamente una sola célula de linfoma sobre una monocapa de células estromales para investigar sus propiedades adhesivas. A continuación, se procedió a evaluar la capacidad de las pinzas ópticas para recrear físicamente un esferoide multicelular en modo33 en tiempo real. Para lograr esto, las células individuales del linfoma fueron atrapadas una por una y unidas a un esferoide estromal 3D previamente preparado. Otra aplicabilidad del atrapamiento óptico fue medir el tiempo mínimo de adhesión célula-célula y evaluar los cambios mínimos en la adhesión resultantes del tratamiento anticancerígeno34,35. Aunque los modelos 3D se utilizan ampliamente en la investigación del cáncer, el estudio de las primeras etapas de la formación de esferoides sigue siendo un desafío. Esto se debe principalmente a la limitada disponibilidad de métodos que permitan tocar el micromundo con alta precisión y un impacto mínimamente invasivo al mismo tiempo. Por el contrario, aún no se ha alcanzado todo el potencial de la OT en el ámbito de la disposición y estructura celular en 3D. Por lo tanto, en este artículo, se describe paso a paso un flujo de trabajo combinado para generar una construcción de linfoma en 3D utilizando técnicas y manipulaciones 3D estándar en pinzas ópticas. Es importante destacar que el protocolo puede adaptarse fácilmente para su uso con otros tipos de células de importancia en las neoplasias malignas hematopatológicas.