Tumoreen 'igeltseroak'

Aurrena, aldamioa egin. Aldamioari nanopartikula plasmonikoak gehitu. Gero, tumoreak sortu, aldamio horren inguruan hazteko. Tumoreak bizirik mantendu. Eta tumorean zer gertatzen den aztertu, bai berez, bai kanpotik aldaketak eraginda.

Eta zertarako hazi tumoreak? Ez al dira nahikoa laborategietako zelula hazkuntzak, biopsiak, irudi teknologiak... tumoreak ikertzeko? Ez. «Laborategian zelulen hazkuntza bat egiten dugunean, han ikusten ditugun emaitzak eredu konplexuagoetara eramaten saiatzen garenean, emaitzak ez dira berdinak». Clara Garcia Astrainek azaldu du arazoa. Fisikaria da, doktoretza osteko ikertzailea CIC Biomagunen, BioNanoPlasmonics ikerketa taldean. «Gerta daiteke botika batek zelulen hazkuntzan, bi dimentsiotan, funtzionatzea, eta gaixo batean, ez. Pertsonok hiru dimentsiokoak gara, eta, beraz, hiru dimentsioko eredu bat behar dugu».

Javier Plouk tumoreak naturako ekosistemekin alderatu ditu, ekosistema horretako kideen arteko harremanekin: «Naturako ekosistema batean, kide bakoitzak nola jokatzen duen jakiteko, ulertu egin behar dituzu gainerakoekin dituen interakzioak». Biologoa da Plou, doktoretza ikaslea CIC Biomaguneko Nanoplasmonics ikerketa taldean.

«Ezin duzu naturatik animalia bat hartu, kaxa batean sartu, eta haren jokaera ikertu; haren portaera ez baita izango naturan duen bera», jarraitu du alderaketarekin. Tumoreen ikerketarekin ere berdintsu gertatzen da. Petriren kaxetan ikertu ohi dira tumoreetako zelulak, eta, Garcia Astrainek azaldu bezala, askotan kaxetako emaitzak ez datoz bat giza gorputzean gertatzen denarekin.

Horregatik sortzen dituzte tumoreak. Hiru dimentsioena ez da bolumen kontu hutsa. Hiru dimentsio bai, baina errealitateko ereduekin ahalik eta antzekoenak izateko sortzen dituzte: benetako tumoreak, baldintza errealetan.

CIC Biomagune biomaterialen ikerketa zentroko BioNanoPlasmonics taldeak bi urte baino gehiago daramatza minbizia ikertzen, 4DbioSERS proiektuan. Europako Ikerketa Kontseiluaren babesa jaso zuen, 2,4 milioi eurokoa, bost urterako, 2023ra arte. Luis Liz-Marzan Ikerbasque irakasleak gidatzen du.

Tumore osoak sortzen dituzte, osagai guztiekin. «Zelulen ekosistema hori in vitro sortzen saiatzen gara, gaixoen tumoreek dituzten osagai guztiekin, benetan nolako jokaera duten eta elkarren artean nola erlazionatzen diren ikertzeko», azaldu du Plouk. Naturako ekosistemetan bezala, tumoreetan ere hainbat elementu daude, ez bakarrik tumore zelulak: fibroblastoak, immunitate sistemako zelulak, zelulaz kanpoko matrizea...

Zelulak inprimatu

Tumoreak zelula lerro hilezkorretatik abiatzen dituzte. Tumoreak, laburtuz, ia mugarik gabe zatitzen eta ugaritzen diren zelulek sortutako masak dira. Melanometako (azaleko minbizia) eta bularreko minbizietako benetako tumoreetako zelulak erabiltzen dituzte tumorea sortzen hasteko.

Hiru dimentsioko bioinprimagailuan ere egin dezakete tumorearen hasiera, «zelulak inprimatuz». Bioinprimagailuaren bidez, nahi duten zelula egiturak sor ditzakete, «ezaugarri edo funtzio jakin batzuk izateko». «Azkenean», zehaztu du Garcia Astrainek, «gure zelulak modu jakin batean elkartzen dira, eta horrek ematen die funtzioa».

Aldamioak erabiltzen dituzte tumoreak sortzeko eta hazteko; hidrogelez egindako aldamioakedota jatorri naturaleko osagaiekin eginak: gelatina, zelulaz kanpoko matrizeko osagaiak edo kolagenoa. Hiru dimentsioko bioinprimagailuekin sortzen dituzte. Aldamioak euskarria dira tumorearentzat, hazteko.

Tumoreak zaindu egin behar dira, hazten lagundu. Tamagotchi batekin alderatu ditu Plouk, 1990eko hamarkadan sortutako eta zabaldutako maskota birtualarekin: «Jaten eman behar diozu; inguru esteril batean eduki behar duzu; oxigenoa eta tenperatura zaindu...». Normalean inkubagailuetan edukitzen dituzte. Mikra (milimetroaren milarena) batzuetatik hasi, eta zentimetro gutxira arteko neurria dute.

Aldamioak, baina, ez dira euskarri hutsa. Izan ere, lorpen handia da tumoreen moduko egitura izugarri konplexuak sortzea eta haztea. Baina gero, nola jakin, nola ikusi tumorearen barruan zer gertatzen den? Tumorea hiltzea litzateke aukeretako bat: alegia, aurretik egindako lan guztia suntsitzea. Beste aukera baten alde egin dute, ordea: aldamioa, tumorearen euskarri izateaz gain, sentsore ere bihurtzen dute, nanopartikula plasmonikoen bitartez.

Nanopartikula plasmonikoak txertatzen dituzte aldamioan. Partikula metalikoak dira, eta erreakzionatu egiten dute argia jasotzen dutenean, dar-dar eginez. Argiak partikula horiekin duen interakzioa ikertzen du nanoplasmonikak. BioNanoPlasmonics laborategiaren ikerketan urre nanopartikulak erabiltzen dituzte.

Nanopartikulak, antena

«Antena lana egiten dute», zehaztu du Garcia Astrainek. «Uhin luzera egokiarekin irradiatuz gero [laserra erabiltzen dute], anplifikatu egiten dute tumorea askatzen ari den molekulen seinalea».

Tumoreari laser izpi egokia irradiatuz gero, nanopartikulei esker, tumorean zer gertatzen ari den ikus dezakete: zelulek zer metabolito jariatzen dituzten, hondakinak, nola mugitzen diren, nola antolatzen diren, elkarrekin zer interakzio dituzten... Tenperatura eta azidotasuna ere jakin ditzakete. «Molekula bakoitzak hatz marka bereizgarri bat du, eta nanopartikulek laser argia jaso eta bueltan bidaltzen duten seinalearen arabera, jakin dezakegu zer material duten inguruan». SERS espektroskopia erabiltzen dute horretarako.

Nanopartikula plasmonikorik gabe, zelulek jariatzen dituzten metabolitoen seinalea ahulegia litzateke neurtu ahal izateko.

Nanopartikulak aldamioetan txertatzeaz gain, batzuetan tumoreko zeluletan ere txertatzen dituzte: zelulei nanopartikulak janarazten dizkiete, eta horrela zelula horien ibilbidea aztertu dezakete. Barruan zer gertatzen den jakinez gero, hurrengo urratsa zergatik gertatzen den argitzea da: tumorea ulertzea.

Tumoreen barruan zer gertatzen den ikertzen dute, baina ez daude zer gertatuko zain bakarrik. Botikak ere probatzen ari dira laborategiko tumoreetan. «Tumorea errealistagoa denez», zehaztu du Garcia Astrainek, «ikus dezakezu botika horrek minbizia zelulak bakarrik hiltzen dituen, gainerakoak ere bai...».

Ikerkuntzan hazten ari diren bi lerro edo teknologia uztartzea da CIC Biomaguneko ikerketa taldearen berrikuntza nagusia: alde batetik, tumoreak sortzea, haztea eta garatzea; bestetik, nanoplasmonika. «Munduan bakarra eta punta-puntakoa da», nabarmendu du Garcia Astrainek.