Un equipo multidisciplinar de la Facultad de Medicina de Harvard, la Universidad de Duke y el Hospital General de Massachusetts ha desarrollado el microscopio Capillary-Cell (CapCell) de doble escala, una herramienta revolucionaria para visualizar el metabolismo tumoral y la dinámica vascular.

Publicada en BME Frontiers, esta innovación aborda retos críticos en el tratamiento del cáncer mediante la cuantificación de la heterogeneidad espacial y temporal en los microentornos tumorales.

Los tumores no son uniformes, sino que contienen diversas regiones con diferentes actividades metabólicas y suministro sanguíneo.

Esta heterogeneidad es uno de los principales factores que provocan el fracaso del tratamiento y la recurrencia.

El microscopio CapCell, recientemente desarrollado, aborda este reto combinando imágenes de campo amplio, que capturan patrones a gran escala en todo el tumor, con imágenes de alta resolución que amplían las características celulares y microrregionales.

En este estudio, el equipo utilizó la plataforma para monitorizar modelos murinos de cáncer de mama (tumores 4T1) antes y después del tratamiento con Combretastatina A-1 (CA1), un agente disruptor vascular.

El sistema realizó un seguimiento de los indicadores metabólicos clave —el potencial de la membrana mitocondrial (utilizando TMRE) y la captación de glucosa (utilizando 2-NBDG)— junto con mapas detallados de la densidad y distribución de los vasos sanguíneos.

Los resultados revelaron una relación compleja y dinámica entre la red vascular de un tumor y su comportamiento metabólico.

Inmediatamente después del primer tratamiento con CA1, tanto el metabolismo general como la densidad vascular disminuyeron significativamente.

Curiosamente, dentro de las microrregiones, la alta actividad mitocondrial se asoció con áreas de vasculatura densa, mientras que la elevada captación de glucosa fue más común en zonas poco vascularizadas, lo que pone de relieve adaptaciones metabólicas distintas en función de las condiciones locales.

Una observación crítica fue que una segunda dosis de CA1, administrada días después, tuvo un impacto adicional mínimo en el metabolismo del tumor.

En ese momento posterior, la actividad metabólica se había recuperado en gran medida hasta los niveles basales, a pesar de que la red vascular seguía siendo escasa y no se regeneraba de forma correspondiente.

Esto sugiere una desconexión temporal entre el suministro vascular y la función metabólica.

El sistema CapCell ofrece un aumento de 12 veces en la potencia óptica para la obtención de imágenes de alta resolución al concentrar la luz en un campo de visión específico, lo que mejora significativamente la detección de señales para la fluorescencia metabólica débil.

Su hardware relativamente sencillo también lo hace adaptable a diversos entornos de laboratorio y, potencialmente, clínicos.

De cara al futuro, los investigadores tienen previsto integrar sondas adicionales para estudiar el metabolismo de los lípidos y el papel de las células inmunitarias en el microambiente tumoral, lo que permitirá esclarecer aún más la compleja competencia ecológica que alimenta la progresión y la resistencia del cáncer.

Fuente: BMEF (BME Frontiers)