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PLEC2022-009256

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Comprendiendo la radioterapia flash con dispositivos de tejido-en-chip y resonan...

Comprendiendo la radioterapia flash con dispositivos de tejido-en-chip y resonancia magnética mejorada con hiperpolarización: FLASHOnChip La radioterapia FLASH (FLASH-RT), o la aplicación de tasas de dosis ultra altas (>40Gy/s) a tumores, ha resultado una revolución potencial en radiooncología. Numerosos estudios preclínicos (con protones, fotones y electrones) indi... ver más

01/01/2022

FUNDACIO INSTITUT...

240K€

Presupuesto del proyecto: 240K€

Líder del proyecto

FUNDACIO INSTITUT DE BIOENGINYERIA DE CATALUN... Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas asociacion

TRL 4-5 | 50K€

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2022-01-01 No tenemos la información de la convocatoria

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Líder del proyecto

FUNDACIO INSTITUT DE BIOENGINYERIA DE CATALUN... Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas asociacion

TRL 4-5 | 50K€

Presupuesto del proyecto 240K€

Descripción del proyecto La radioterapia FLASH (FLASH-RT), o la aplicación de tasas de dosis ultra altas (>40Gy/s) a tumores, ha resultado una revolución potencial en radiooncología. Numerosos estudios preclínicos (con protones, fotones y electrones) indican que la FLASH-RT puede preservar los tejidos sanos manteniendo la eficacia de la RT convencional. Sin embargo, todavía hay un conocimiento limitado de los mecanismos que subyacen al efecto FLASH, lo que le impide alcanzar una aplicación clínica plena. Para abordar esta cuestión, nuestro consorcio empleará herramientas innovadoras que, hasta donde sabemos, se utilizarán por primera vez en FLASH-RT, ya sea individualmente o de forma sinérgica. Hemos diseñado una amplia gama de enfoques experimentales multidisciplinares altamente interconectados para facilitar el avance en tres áreas fundamentales: (i) Diseñar una terapia FLASH eficaz. Utilizaremos radiación de baja LET (rayos X) y alta LET (protones de 10 MeV) en patrones de deposición de dosis arbitrarios (en lugar de fijos), mediante un irradiador portátil de fotones FLASH y la nueva línea de luz pulsada del Centro de Microanálisis de Materiales (CMAM). La elección de patrones de deposición de dosis y tipo de radiación estará guiada por una simulación Monte Carlo de la cinética de reacción que modele la radiólisis del agua y la creación/aniquilación de especies reactivas de oxígeno. Se espera que este enfoque identifique el régimen de radiación adecuado para los experimentos subsiguientes.(ii) Optimizar FLASH-RT analizando su impacto en modelos fisiológicamente relevantes. Realizaremos estudios en modelos biológicos relevantes para investigar el impacto de la RT, sola o en combinación con tratamientos farmacológicos, en tejidos cancerosos y sanos. Los estudios iniciales se realizarán en cultivos 2D de células cancerosas, estromales y normales (no transformadas). También desarrollaremos un sistema microfisiológico (MPS, el llamado tissue-on-chip) específico para este proyecto. Esta tecnología utiliza la microfluídica para suministrar nutrientes, garantizar un control total del microambiente tisular (incluido el nivel de oxigenación, relevante para el efecto FLASH) y recoger los efluentes celulares, y puede replicar el complejo nicho de los tumores humanos. Por último, una vez optimizados los diferentes regímenes de radiación (y los tratamientos farmacológicos), escalaremos los experimentos a modelos in ovo (membrana corioalantoidea de embrión de pollo) y, finalmente, validaremos los resultados in vivo en modelos murinos. (iii) Analizar las bases moleculares del efecto FLASH. Para estudiar el efecto diferencial entre la terapia convencional y la FLASH, analizaremos los efectos de esta terapia en: (a) análisis transcriptómicos para identificar los genes y las vías de señalización implicados en la respuesta celular diferencial a la irradiación FLASH, mediante la secuenciación del ARN, entre otros enfoques; y (b) recableado de las vías metabólicas, mediante análisis metabolómicos de resonancia magnética nuclear (RMN). Formamos un equipo multidisciplinar con experiencia en todos los aspectos del proyecto. Desde la física, en el Grupo de Física Nuclear (UCM) y en el CMAM (UAM), tenemos una amplia experiencia en la modificación de líneas de haz de protones, dosimetría, planificación de tratamientos en oncología radioterápica y desarrollo de instrumentación biomédica. Desde la bioingeniería, en el IBEC y Vitala, tenemos experiencia en el diseño y la fabricación de chips microfluídicos para estudios de tejido en chip y RMN con hiperpolarización. Desde la biología del cáncer en el IdISSC, tenemos una amplia experiencia con la metodología propuesta para todas las líneas celulares relevantes y modelos in vivo. Y, además de la relevancia de los resultados científicos proyectados, la participación de una empresa tecnológica (Vitala) potencia la vertiente traslacional de la propuesta y multiplica los potenciales aspectos económicos e industriales.

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