Un cip microfluidic inovator prezice răspunsurile la tratamentele personalizate pentru glioblastom
Chiar și pentru același tip de tumoare cerebrală tratată cu același medicament anticancerigen, efectul poate varia de la pacient la pacient.
O echipă de cercetători din Coreea de Sud a dezvoltat un cip care recreează celulele tumorale ale pacientului, împreună cu mediu vascular peritumoral, permițând anticiparea răspunsurilor la tratamentele specifice fiecărui pacient.
KAIST (Președinte Choongsik Bae) a anunțat pe 18 august că o echipă de cercetare condusă de profesorul Song Ih Ahn de la Departamentul de Inginerie Mecanică, în colaborare cu echipa profesorului Jungho Ahn de la Universitatea Sungkyunkwan, profesorul Jaejoon Lim de la CHA Bundang Medical Center și echipa profesorului Youn-Jung Kang de la CHA University, a dezvoltat un cip specific pacientului, destinat barierei hematoencefalice (BBTB), capabil să prezică răspunsurile la tratamentele pentru pacienții cu glioblastom.
Glioblastomul este una dintre cele mai letale tumori cerebrale maligne, fiind dificil de tratat din cauza răspândirii rapide a celulelor canceroase în țesutul cerebral normal și a caracteristicilor variate ale tumorii de la un pacient la altul. De asemenea, creierul este protejat de o „barieră hematoencefalică”, care împiedică substanțele dăunătoare din sânge să pătrundă în țesutul cerebral. Problema este că aceasta blochează și medicamentele anticancerigene, astfel încât o cantitate insuficientă din medicament ajunge la tumoră. Atunci când se dezvoltă glioblastomul, această barieră vasculară suferă modificări, iar gradul în care se schimbă variază de la pacient la pacient, ceea ce explică de ce același medicament poate avea efecte diferite.
Până acum, predicțiile privind răspunsul la tratament s-au bazat în principal pe informațiile genetice ale tumorii și pe biomarkeri, care nu pot captura mediul vascular specific pacientului din jurul tumorii sau răspunsul la medicamentele rezultate.
Pentru a aborda această problemă, echipa a construit un cip care include nu doar celulele tumorale ale pacientului, ci și bariera vasculară. Această barieră reprezintă „ruta” pe care un medicament anticancerigen trebuie să o parcurgă pentru a ajunge la tumoră. Celulele de glioblastom derivate de la pacienți au fost co-cultivate cu celule endoteliale vasculare cerebrale și astrocite într-un cip microfluidic de dimensiuni reduse. Împreună, acestea recreează limita dintre țesutul tumoral și țesutul cerebral normal. Designul permite, de asemenea, integrarea celulelor perivasculare și imunologice, permițând o reproducere mai precisă a mediului vascular al tumorii.
Folosind celule tumorale de la trei pacienți cu glioblastom, echipa a construit cipuri BBTB care imită pacienții și a aplicat temozolomidă (TMZ) și bevacizumab (BEV), agenți standard în tratamentul glioblastomului, pentru a compara răspunsurile.
Cei trei pacienți au prezentat același rezultat la testele genetice convenționale, biomarkerul metilării promotorului MGMT, și, prin urmare, erau așteptați să răspundă similar. Totuși, pe cip, atât caracteristicile barierei vasculare, cât și răspunsurile la medicamente au variat de la un pacient la altul. Rezultatele cipului au arătat un nivel ridicat de concordanță cu cursurile clinice reale ale pacienților, indicând că rezultatele pot varia în funcție de starea barierei vasculare, chiar și atunci când informațiile genetice sunt similare.
Progresul principal constă în faptul că platforma evaluează nu doar dacă celulele canceroase răspund la un medicament, ci și cum acționează un tratament în mediul tumorii specifice fiecărui pacient. Dacă performanța predictivă și reproducibilitatea sunt validate într-o cohortă mai mare, mai mulți agenți ar putea fi testați pe un cip realizat din celulele tumorale ale pacientului pentru a selecta din timp cea mai promițătoare strategie. Același mediu ar putea fi folosit și pentru a testa noi candidați de medicamente.
Profesorul Song Ih Ahn a declarat: „Această cercetare este semnificativă prin faptul că prezintă o platformă care recreează celulele tumorale derivate de la pacienți împreună cu bariera hematoencefalică, permițând evaluarea diferențelor în răspunsul la tratament de la un pacient la altul într-un mod care reflectă îndeaproape realitatea”, adăugând: „Sperăm să o validăm într-o populație mai mare de pacienți și să o dezvoltăm într-o platformă de evaluare preclinic pentru stabilirea strategiilor de tratament personalizate și pentru dezvoltarea de noi medicamente.”
