Tecnologías de separación y concentración de células tumorales circulantes de biopsias líquidas: análisis del estado de desarrollo tecnológico y propuesta teórica de sistemas integrados

Abstract

El cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo y su diagnóstico es cada vez más frecuente en la población. Por ello, generar modelos preclínicos para caracterizar mejor la evolución de la enfermedad es de suma importancia, con el fin de implementar nuevos biomarcadores y terapias eficaces contra el cáncer. Actualmente, uno de los campos de investigación clave es la separación y detección de células tumorales circulantes (CTC), obtenidas a través de una biopsia líquida sanguínea. Estas células pueden proporcionar información sobre el pronóstico de los pacientes y la eficacia del tratamiento. Además, en literatura reciente, se propone el empleo de CTC para desarrollar modelos in vitro 3D e incluso la consecución de organoides. Debido al bajo número de CTC presente en las muestras líquidas y la dificultad de mantener su supervivencia en cultivo, las características que deben reunir las técnicas de captura y enriquecimiento de CTC a partir de las biopsias líquidas son críticas. En este contexto, este Trabajo de Fin de Máster presenta una recopilación de las diferentes tecnologías, tanto comerciales como en fase de investigación, existentes para la captura de CTC, y una comparación entre ellas basada en los factores de evaluación de rendimiento de estas obtenidos de diferentes ensayos encontrados en la bibliografía. Además, presenta un análisis DAFO de los dispositivos comerciales, mostrando sus puntos débiles y evidenciando que todavía hay campo de mejora, motivando el intenso campo de investigación que se está desarrollando actualmente. Finalmente, en base a las características técnicas de eficiencia de captura, 88%, y mantenimiento de la viabilidad celular de las diferentes tecnologías reportadas, se propone la selección de ISET® como la más prometedora para la captura de CTC para su uso en la formación de organoides tumorales derivados de pacientes (PDTO) con cáncer de mama.

Cancer is one of the leading causes of death in the world and its diagnosis is becoming increasingly common in the population. Therefore, generating preclinical models to better characterise the evolution of the disease is of utmost importance in order to implement new biomarkers and effective cancer therapies. Currently, one of the key research fields is the separation and detection of circulating tumour cells (CTC), obtained from a liquid blood biopsy. These cells can provide information on patient prognosis and treatment efficacy. In addition, recent literature proposes the use of CTC to develop 3D in vitro models and even organoids. Due to the low number of CTC present in liquid samples and the difficulty of maintaining their survival in culture, the characteristics that must be met by techniques to capture and enrich CTC from liquid biopsies are critical. In this context, this Master's Thesis presents a compilation of the different technologies, both commercial and in the research phase, for CTC capture, and a comparison between them based on the performance evaluation factors obtained from different tests found in the literature. It also presents a SWOT analysis of the commercial devices, showing their weaknesses and showing that there is still room for improvement, motivating the intense field of research that is currently being developed. Finally, based on the technical characteristics of capture efficiency, 88%, and maintenance of cell viability of the different technologies reported, the selection of ISET® is proposed as the most promising technology for the capture of CTC for use in the formation of breast cancer patient-derived tumour organoids (PDTO).