Tumorile miniaturale cultivate în laborator ajută la prezicerea succesului tratamentului cancerului mamar
Cercetătorii de la UC San Francisco au dezvoltat o nouă metodă pentru a prezice cum vor răspunde diferitele tipuri de cancer mamar la tratament, folosind datele pacienților din studiul I-SPY2 și teste rapide pe tumori miniaturale cultivate în laborator.
Această descoperire ar putea accelera dezvoltarea unor tratamente mai personalizate pentru cancerul mamar, inclusiv pentru tipul triplu negativ, care este deosebit de agresiv și greu de tratat.
În studiul publicat pe 6 august în Cell Reports Medicine, cercetătorii au constatat că organoizii au fost capabili să imite răspunsul tumorilor la tratament.
Organoizii de cancer mamar au modelat modul în care tumorile corespunzătoare ale pacienților au răspuns la terapii și au identificat terapii combinate candidate pentru cancerele care nu răspund la tratamentul standard. Aceste descoperiri susțin modelarea organoidă ca un pod între biomarkerii clinici și strategiile de tratament personalizate în cancerul mamar.
Cercetătorii au creat organoizii de cancer mamar prin plasarea celulelor tumorale derivate de la pacienți într-un gel conceput pentru a susține biologia tumorii originale. După câteva săptămâni, celulele s-au grupat în sfere mici care reflectau structura și biologia tumorii originale. Fiecare grup conținea până la mii de celule – prea mici pentru a fi observate clar fără un microscop – cele mai mari apărând ca grupuri translucide în gel.
Cercetătorii au evaluat această biobank de organoizi de cancer mamar invaziv timpuriu pentru a studia mecanismele de rezistență la terapie. Subtipurile predictive de răspuns – subtipuri moleculare dezvoltate în timpul studiului I-SPY2 – le-au oferit cercetătorilor o bază pentru a anticipa răspunsurile tumorilor la terapiile curente, inclusiv imunoterapia, inhibitori PARP, medicamente chimioterapice pe bază de platină și terapii țintite duale HER2. Având acces la datele clinice ale pacienților, au folosit subtipurile predictive de răspuns și datele biomarkerilor tumorilor pacienților din studiul I-SPY2 pentru a prezice răspunsurile la tratament în organoizi.
Pentru că mulți dintre organoizi au fost derivați din tumori de cancer mamar triplu negativ, acești organoizi au fost aleși pentru a valida un model de predicție a răspunsului la chimioterapia cu veliparib și platină (VP). Chimioterapia pe bază de platină și terapiile combinate precum VP sunt adesea prescrise pacienților cu cancer mamar triplu negativ (TNBC) – chiar dacă TNBC poate fi extrem de rezistent la tratamente.
Cu scopul de a găsi strategii alternative de tratament pentru a depăși rezistența tumorilor la chimioterapia pe bază de platină, cercetătorii au selectat organoidul tumoral TORG40, cu cea mai mare rezistență prezisă și ulterior validată la VP. Echipa a efectuat un screening medicamentos de 386 de inhibitori de mici molecule pe acest organoid, inclusiv ABT-263, un tip de medicament care ajută la eliminarea celulelor afectate. Au comparat apoi ABT-263 singur cu ABT-263 în combinație cu medicamentul chimioterapic cisplatină. Această combinație de medicamente în organoid a sporit activitatea împotriva celulelor tumorale rezistente, având un efect deosebit de potent asupra TORG40.
Screeningul medicamentos pe organoizi a relevat și alte rezultate promițătoare, inclusiv o clasă de medicamente numite inhibitori HSP90; iar cercetătorii au reușit să coreleze ceea ce au observat în laborator cu un subset de pacienți din I-SPY care au răspuns mai bine la aceste tipuri de medicamente.
„Organoizii de cancer mamar au fost găsiți a exprima biomarkeri importanți ai cancerului – mulți dintre care pot fi țintiți cu medicamente”, a declarat Tam Binh V. Bui, MD, MSc, autorul principal al studiului, care este doctorand la UCSF, membru al laboratorului Rosenbluth și al laboratorului Van ‘t Veer/I-SPY de la UCSF. „Acești organoizi ne-au permis să studiem efectele medicamentelor direct în țesut uman și să prioritizăm cele mai promițătoare terapii pentru acest subtip.”
Studiul nu a testat cum ar performa deciziile de tratament ghidate de organoizi în timp. De asemenea, organoizii nu au putut reflecta complexitatea unui întreg organ și nu au putut imita mediul din interiorul corpului, care include vase de sânge, celule imune și alte procese care influențează semnalele pe care le primesc celulele tumorale.
Cu toate acestea, cercetătorii speră că, într-o bună zi, medicii vor putea folosi organoizi derivați din pacienți pentru a dezvolta abordări personalizate în îngrijirea cancerului.
„Prin combinarea analizelor computaționale ale unor seturi mari de date moleculare și clinice cu sistemele de modelare a organoizilor, acest studiu de dovadă a principiului a demonstrat utilitatea potrivirii biomarkerilor de rezistență și semnăturilor I-SPY2 cu culturile de organoizi tumorali din boală reziduală,” a spus Rosenbluth. „Descoperirile noastre subliniază valoarea unei abordări de traducere inversă care integrează datele clinice la nivel de pacient și testarea în modele de organoizi pentru a informa descoperirea medicamentelor și strategiile viitoare de tratament personalizat pentru pacienți.”
