Un model 3D de organoid avansează cercetarea și tratamentul gliomelor pediatrice
Un nou sistem experimental tridimensional a fost dezvoltat pentru a studia reacția la medicamente în cazul gliomului de grad scăzut, o tumoră a sistemului nervos central care apare frecvent la copii.
Proiectul, realizat de Universitatea din Trento, Spitalul Pediatric Bambino Gesù și Universitatea Sapienza din Roma, reprezintă o inovație în studiul, înțelegerea și tratamentul acestei boli. Rezultatele au fost publicate recent în revista internațională Molecular Cancer.
Gliomul este o tumoră a sistemului nervos central care provine din celulele gliale, care susțin neuronii din creier. Formele mai puțin agresive, cu progrese lente, sunt frecvent întâlnite la copii și adolescenți. Tumorile gliale constituie aproape 40% din toate tumorile sistemului nervos central. Gliomurile de grad scăzut sunt mai puțin agresive decât altele, dar rămân dificile din punct de vedere biologic.
Comunitatea științifică se angajează să înțeleagă, pas cu pas, numeroasele aspecte obscure ale bolii și să dezvolte tratamente mai precise și mai eficiente. Studiul italian, publicat în revista Molecular Cancer, marchează un progres semnificativ în cercetarea pentru a înțelege mai bine apariția, progresia și mecanismele care stau la baza evoluției bolii, precum și pentru a proiecta noi terapii.
O atenție deosebită a fost acordată reproducerii heterogenității gliomului pediatric de grad scăzut în cadrul unui sistem experimental. Organoidele creierului uman, partea cea mai anterioară și dezvoltată a creierului, au fost deja dezvoltate pentru acest scop. Organoidele sunt culturi celulare tridimensionale, structuri miniaturale care replicatează, cel puțin parțial, organele umane. Echipa de cercetare a încercat să reproducă în laborator partea creierului care trebuie investigată pentru a înțelege mai bine boala.
Organoidele permit observarea bolii într-un mediu ceva mai realist comparativ cu culturile celulare în strat unic, facilitând astfel testarea medicamentelor înainte de a desfășura studii clinice cu pacienții. Echipa de cercetare a dezvoltat, prin urmare, organoide din celule stem pluripotente, capabile să se diferențieze în aproape toate tipurile de celule ale organismului, și le-a folosit pentru a dezvolta tumora.
Luca Tiberi declară: „În studiul nostru, creăm un sistem în care să studiem tumorile de grad scăzut. Calea pe care am urmat-o se bazează pe organoide generate în laborator din celule pluripotente. Odată ce am generat organoidele cerebrale, le facem să devină bolnave de gliom.” El continuă: „În aceste organoide putem reproduce anumite caracteristici ale dezvoltării atât ale creierului uman în condiții normale, cât și ale gliomului, pentru a examina diverse etape importante. Organoidele au însă încă limitări considerabile, deoarece nu au un sistem imunitar, un sistem vascular, metabolism și nu sunt conectate la un organism complet. Vasele de sânge, în special, sunt esențiale nu doar pentru transportul nutrienților și oxigenului, ci și pentru a stabili interacțiuni metabolice și celulare care sunt cruciale pentru dezvoltarea tumorii. În general, aceste lacune împiedică studiul diferitelor contribuții la apariția și creșterea tumorii, precum și răspunsul tumorii la stimuli externi. Fără toate componentele, organoidele oferă doar o reprezentare parțială a biologiei gliomului și a mecanismelor sale.”
Un aspect crucial este că Spitalul Pediatric Bambino Gesù a participat la caracterizarea moleculară și epigenetică a sistemelor și la studiul răspunsului la medicamente, întărind legătura între cercetarea experimentală și practica clinică.
Evelina Miele afirmă: „Aceste sisteme de studiu experimental reprezintă un pas fundamental către sisteme preclinice mai fiabile pentru tumorile pediatrice. Am demonstrat că organoidele reproduc într-o manieră ușor mai fidelă caracteristicile moleculare ale gliomelor de grad scăzut, comparativ cu celulele în cultură pe un singur strat, și sunt mai asemănătoare tumorilor pacienților.” Miele subliniază și valoarea translatională a lucrării: „Posibilitatea de a integra profiluri moleculare, cum ar fi metilarea ADN-ului și expresia genică, în studiul răspunsului la medicamente, face ca aceste sisteme să fie deosebit de importante pentru cercetarea preclinică. De fapt, ele ne permit să evaluăm mai exact eficacitatea tratamentelor înainte de utilizarea lor experimentale în studiile pe pacienți.” Ea adaugă: „Acestea pot îmbunătăți selecția strategiilor terapeutice și pot contribui la dezvoltarea unor abordări mai precise, în special în cancere precum gliomul pediatric de grad scăzut, pentru care sistemele experimentale disponibile până acum au fost limitate.”
Elisabetta Ferretti explică: „Universitatea Sapienza din Roma a contribuit la studiu prin selectarea strategiilor experimentale țintite și caracterizarea profilului imunohistochimic al modelelor, studiind în detaliu proteinele exprimate de celulele canceroase. A fost un efort real de echipă al colegilor din Departamentul Științelor Radiologice, Oncologice și Anatomopatologice, care lucrează de ani de zile la tumorile cerebrale, continuând munca mentorului și inspirației noastre comune, Profesorul Felice Giangaspero, care a pus bazele cercetării noastre actuale. Suntem foarte fericiți că am contribuit la crearea unor sisteme experimentale pentru studiul gliomului pediatric de grad scăzut care vor ajuta la înțelegerea mai bună a acestei boli și la ghidarea terapiilor viitoare.”
Obiectivul este depășirea limitărilor actuale ale organoidelor. Tiberi concluzionează: „Lucrarea noastră pune bazele unor platforme care sunt din ce în ce mai reprezentative pentru heterogenitatea pacienților și răspunsurile lor la tratamente de-a lungul timpului.”
