Organoizi crescuți în spațiu replică mai bine tumorile agresive de glioblastom
Glioblastomul (GBM) este cel mai frecvent tumor malign primar al creierului la adulți și reprezintă una dintre cele mai agresive și letale forme de cancer.
Chirurgii se confruntă cu dificultăți în a îndepărta complet GBM, deoarece aceasta are adesea „tentacule” microscopice care se extind din tumoră în țesutul cerebral sănătos. Tratamentul GBM este complicat și din cauza microambientului imunosupresor pe care îl creează, care ajută cancerul să evite atacurile imune și să reziste terapiei.
Pentru a îmbunătăți tratamentele, oamenii de știință trebuie să înțeleagă mai bine mecanismele implicate în această boală complexă, dar modelarea precisă a GBM în laborator rămâne o provocare. Chiar și modelele sofisticate, numite organoizi, concepute pentru a imita structura și biologia tumorilor umane, nu reușesc să reproducă pe deplin caracteristicile esențiale ale GBM avansat.
Pentru a aborda această problemă, o echipă de cercetători de la Universitatea Notre Dame, condusă de Meenal Datta, a dus cercetarea lor în spațiu.
Folosind Laboratorul Național al Stației Spațiale Internaționale (ISS), echipa a crescut organoizi tridimensionali din celule GBM și celule imune înnăscute, care reproduc mai bine structura și comportamentul tumorilor GBM decât organoizii cultivați pe Pământ. În microgravitație, celulele se pot asambla în structuri 3D cu mai puține interferențe de sedimentare, permițând cercetătorilor să recreeze mai bine arhitectura tumorii și interacțiunile celulare observate în boala umană. Rezultatele, publicate recent în PNAS, sugerează că organoizii crescuți în spațiu ar putea oferi modele mai realiste de GBM pentru studiul progresiei cancerului și testarea de noi terapii.
În cadrul acestei investigații, care a fost lansată în 2024 cu sprijinul ISS National Lab Commercial Service Provider Space Tango, echipa de la Notre Dame a crescut organoizi GBM-imuni în spațiu timp de 40 de zile înainte de a-i returna pe Pământ pentru analiză. Cercetătorii au descoperit că în organoizii crescuți în spațiu, genele legate de inflamație, răspunsurile imune, remodelarea țesuturilor și formarea vaselor de sânge erau mai active, iar nivelurile proteinelor asociate cu biologia mai agresivă a GBM erau mai ridicate.
În plus, organoizii crescuți în spațiu au arătat un microambient tumoral mai imunosupresor, un semn distinctiv al GBM avansat care ajută tumorile să reziste apărării imune a organismului.
Datta a declarat că studiul a generat, de asemenea, primul set de date multiomics cuprinzător din organoizi crescuți în spațiu, oferind perspective asupra activității genelor, expresiei proteinelor și modului în care celulele interacționează și sunt organizate în cadrul țesutului.
„Prin creșterea organoizilor GBM pe ISS, am demonstrat că microgravitația stimulează un model fenotipic care recapitulează tumorile umane mai bine și mai rapid decât reușim pe Pământ. Această lucrare ajută la punerea bazelor pentru o nouă eră a oncologiei orbitale care mută cercetarea cancerului de la pat la orbită și înapoi,” a spus Datta.
Pentru a extinde aceste rezultate promițătoare, Datta și echipa sa au lansat două investigații suplimentare pe ISS folosind organoizi GBM-imuni derivați din pacienți, cea mai recentă fiind transportată pe misiunea SpaceX CRS-35 pentru NASA. Prin furnizarea de modele care surprind mai complet arhitectura complexă și biologia tumorilor avansate, organoizii crescuți în spațiu ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine progresia GBM și să accelereze dezvoltarea unor terapii noi pentru pacienții de pe Pământ.
Această investigație este una dintre numeroasele proiecte axate pe cancer susținute de ISS National Lab. Printr-un portofoliu în expansiune care acoperă biologia cancerului, dezvoltarea terapeutică și modelarea avansată a bolilor, cercetătorii valorifică mediul unic din spațiu pentru a aborda unele dintre cele mai dificile provocări în oncologie.
„Dr. Datta și echipa ei de la Laboratorul de Microambient Tumoral și Mecanică au adus expertiza lor într-unul dintre cele mai agresive și incurabile cancere ale creierului în spațiu, unde au demonstrat abilitatea unică a microgravitației de a îmbunătăți modelele organoide care funcționează ca „mini tumori”. Prin combinarea celulelor umane derivate din glioblastom cu celule imune în spațiu, această lucrare ar putea dovedi a fi un studiu de referință în efortul de a înțelege și trata mai bine GBM și alte cancere agresive,” a declarat Michael Roberts.
