Un equipo de profesionales del Instituto de Investigación Oncológica de Londres ha utilizado la impresora 3D J5 MediJet™ para crear un modelo pionero que representa con precisión la proteína sobre la que actúan los nuevos fármacos en fase de desarrollo dentro de una célula cancerosa. El modelo ayuda a los investigadores a diseñar un compuesto farmacológico que se acople a la proteína y destruya la célula cancerosa.
Craig Cummings, un ingeniero que lleva dedicándose a la investigación del cáncer desde 1988, dirige el laboratorio de impresión 3D del Instituto de Investigación Oncológica (ICR) y de su socio clínico, el Royal Marsden NHS Foundation Trust, en su calidad de responsable del taller de investigación y diseño en Londres.
Craig supervisa a un equipo de cuatro personas que fabrica una amplia gama de instrumentos médicos, fantasmas y dispositivos utilizando impresoras 3D de Stratasys, y colabora con investigadores como Amin Mirza, un químico analítico que trabaja con Craig desde el año 2000, para apoyar la investigación sobre el cáncer y el desarrollo de tratamientos del ICR y del Royal Marsden.
Uno de los principales objetivos del ICR es la obtención de imágenes y la extirpación de tumores mediante técnicas quirúrgicas y radiológicas, así como el desarrollo de terapias químicas para tratar el cáncer a nivel bioquímico. Durante su trayectoria en el ICR, el instituto ha logrado avances significativos en este sentido. El ICR es la institución académica más exitosa del mundo en el descubrimiento de nuevos tratamientos contra el cáncer. Solo desde 2005, los investigadores del ICR han descubierto más de 20 candidatos a fármacos, 11 de los cuales han pasado a la fase de desarrollo clínico. El ICR, junto con el Royal Marsden, también ha liderado ensayos de radioterapia que han transformado la práctica clínica.
El exitoso fármaco contra el cáncer de próstata abiraterona (nombre comercial Zytiga), descubierto en el ICR, genera unas ventas mundiales de más de 2.500 millones de dólares al año para el fabricante. En la actualidad, Craig y Amin siguen ampliando los límites del descubrimiento de fármacos mediante el uso de la tecnología de impresión 3D para ayudar a los investigadores a visualizar, a nivel bioquímico, las proteínas a las que se dirigen los programas de descubrimiento de fármacos contra el cáncer.
Con la nueva impresora 3D J5 MediJet, el equipo ha creado un modelo pionero en su género que representa con precisión la proteína a la que se dirigen, dentro de una célula cancerosa, los nuevos fármacos en fase de desarrollo. Los investigadores pueden utilizar el modelo como referencia para diseñar un compuesto farmacológico que encaje en la proteína y destruya la célula cancerosa.
«Las proteínas de una célula cancerosa no son rígidas», explica Amin. «Tienen una estructura compleja y son flexibles; diseñar un compuesto de tamaño y forma compatibles, y con las propiedades químicas adecuadas para introducirse en la proteína, es increíblemente difícil. En el ámbito del descubrimiento de fármacos, estamos trabajando para desarrollar medicamentos que encajen en el hueco o compartimento correspondiente de la estructura de la proteína y bloqueen su funcionamiento».
Con la tecnología de impresión tradicional basada en filamentos, Craig, Amin y sus equipos se veían limitados a crear modelos rígidos simplificados, con una resolución deficiente, que parecían «burbujas pegadas unas a otras».
Sin embargo, con la J5 MediJet, el taller de impresión 3D puede reproducir una proteína con un nivel de detalle exquisito, con cintas, hebras y hélices precisas.
«Se necesita un gran esfuerzo de imaginación para comprender la naturaleza dinámica de estas proteínas y los huecos que hay en su interior», afirma Amin. «La visualización es increíblemente importante para que los investigadores del cáncer puedan diseñar un compuesto químico que actúe sobre estos huecos, altere la función de la proteína e impida que la célula cancerosa se replique. El modelado 3D nos permite ver el interior y el entorno de las proteínas celulares a nivel biomolecular».
En 2021, el ICR incorporó la nueva impresora J5 MediJet para imprimir modelos anatómicos, guías y herramientas, que se suma a su impresora Stratasys Eden350 ya existente.
«La tecnología de impresión 3D más reciente nos permite hacer realidad la forma en que tradicionalmente visualizamos las proteínas celulares en un ordenador en el ámbito de la química y la biología computacionales», afirma Craig. «Estos modelos contribuirán a formar a la próxima generación de investigadores oncológicos».
SYS Systems es socio Platinum de Stratasys y el único proveedor especializado en Stratasys del Reino Unido. SYS Systems, que forma parte del Grupo Carfulan, se sitúa a la vanguardia del movimiento de la impresión 3D y suministra, instala y da soporte a toda la gama de productos de Stratasys. SYS Systems ayuda a empresas de todos los tamaños a fabricar mejores productos de forma más eficiente, al tiempo que amplía los límites de la innovación, y ofrece un enfoque centrado en el servicio, avalado por la certificación ISO 9001:2015. https://www.sys-uk.com/contact/
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