Avances en el perfil metabólico de esferoides tumorales cerebrales tridimensionales para la detección de fármacos

Lijing Yang; Xiaojuan Ma; Decao Yang; Jiagui Song; Jianling Yang; Yan Sun; Yan Wang; Lixiang Xue

doi:10.3791/68833

Artículo de método

Avances en el perfil metabólico de esferoides tumorales cerebrales tridimensionales para la detección de fármacos

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DOI:

10.3791/68833

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5 de septiembre de 2025

Lijing Yang^*¹^,² , Xiaojuan Ma^*¹^,² , Decao Yang¹^,² , Jiagui Song¹^,² , Jianling Yang¹^,² , Yan Sun¹^,² , Yan Wang¹^,² , Lixiang Xue¹^,²^,³

¹Institute of Medical Innovation and Research, Peking University Third Hospital, ²Cancer Center of Peking University Third Hospital, ³Biobank, Peking University Third Hospital

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Aquí, establecemos una plataforma de perfiles metabólicos que integra esferoides de glioma tridimensionales (3D) y normalización basada en imágenes a través del análisis de flujo extracelular. Este enfoque permite una evaluación más precisa de las respuestas metabólicas de los tumores a los tratamientos farmacológicos y proporciona información sobre los posibles mecanismos de resistencia.

Resumen

Los tumores cerebrales, especialmente los gliomas, son difíciles de tratar debido a su naturaleza agresiva, microambiente tumoral complejo y resistencia a las terapias convencionales. Los cultivos celulares bidimensionales (2D) tradicionales a menudo no logran replicar el verdadero entorno tumoral, lo que lleva a predicciones inexactas de la eficacia del fármaco. La tecnología de análisis de flujo extracelular, que se utiliza normalmente para el análisis metabólico en tiempo real en cultivos 2D, mide parámetros metabólicos clave, como la tasa de acidificación extracelular (ECAR) y la tasa de consumo de oxígeno (OCR), lo que proporciona información sobre el metabolismo celular. El uso de modelos 3D representa un avance significativo, ya que imitan con mayor precisión el entorno tumoral in vivo . El analizador de flujo extracelular se adaptó a modelos celulares de glioma tridimensionales (3D), lo que permitió el análisis de vías metabólicas críticas, incluida la glucólisis y la fosforilación oxidativa, en un contexto fisiológicamente más relevante.

Las células U87 se sembraron a densidades apropiadas en una placa de 96 pocillos de baja adherencia y se cultivaron durante 5 días. El día 5, se observó la formación de esferoides 3D a través de imágenes de alto contenido. Los esferoides formados con éxito se transfirieron a una placa de ensayo metabólico recubierta con poli-L-lisina para su análisis metabólico. Para mejorar la precisión de estas mediciones, los sistemas de imágenes de alto contenido evalúan el tamaño de las células en 3D, lo que permite una normalización precisa de los datos de flujo extracelular y minimiza las variaciones metabólicas debidas a las diferencias en el tamaño de las células. Este enfoque integrado proporciona un análisis más confiable de las respuestas metabólicas de las células de glioma a los tratamientos farmacológicos, revelando mecanismos potenciales de resistencia a los medicamentos. En última instancia, esta metodología ofrece información valiosa sobre la dinámica metabólica de los gliomas y apoya el desarrollo de estrategias terapéuticas novedosas y clínicamente relevantes.

Introducción

Los gliomas, una forma prevalente y agresiva de tumor cerebral, plantean desafíos clínicos significativos debido a su rápida progresión, microambiente tumoral altamente heterogéneo y marcada resistencia a las terapias convencionales¹. Estas complejidades requieren modelos experimentales fisiológicamente más relevantes para mejorar la precisión de las evaluaciones terapéuticas. Los sistemas tradicionales de cultivo celular bidimensional (2D) no recapitulan la arquitectura tumoral in vivo y las interacciones célula-célula², lo que a menudo lleva a conclusiones engañosas sobre la e....