Un nuevo estudio se suma a un creciente cuerpo de evidencia de que los organoides (colecciones de células cultivadas en laboratorio que imitan el tumor de un paciente) son una vía prometedora para el descubrimiento de fármacos para mejorar los resultados en pacientes con cáncer, particularmente cánceres raros para los cuales los datos clínicos sobre a menudo falta eficacia de los medicamentos.
Los organoides se cultivan en un laboratorio utilizando las propias células de tejido del paciente recolectadas durante la cirugía. Estos «mini tumores» son versiones más pequeñas y simples de órganos corporales o tumores que replican las estructuras de función completa. Los científicos del laboratorio de la Dra. Alice Soragni en UCLA han sido pioneros en su crecimiento y uso para estudiar enfermedades y posibles tratamientos.
En el último estudio, publicado en línea el miércoles en Avances de la ciencia, los investigadores dirigidos por el Dr. Soragni obtuvieron siete muestras de tumores de cinco pacientes con un cáncer de hueso raro llamado cordoma, que tiene pocas opciones terapéuticas. Los cordomas son tumores que surgen en el sacro o en la base del cráneo. Su tratamiento primario es la cirugía, pero debido a su ubicación, la extirpación completa no siempre es factible y las tasas de recurrencia son altas. Los cordomas no responden a la quimioterapia convencional y su rareza (aproximadamente un caso por cada millón de personas al año en los EE. UU.) complica la realización de ensayos para identificar terapias eficaces.
«Existe una necesidad real de modelos personalizados clínicamente relevantes para encontrar terapias para el cordoma y muchos otros tipos de cáncer raros», dijo Soragni, profesor asistente en el Departamento de Cirugía Ortopédica y miembro del Centro Oncológico Integral Jonsson. «Debido a que este cáncer es tan raro y hay pocos modelos disponibles, nuestra capacidad para estudiar cómo responde a los fármacos potenciales es bastante limitada. Lo que hemos hecho es optimizar una plataforma para cultivar organoides usando células de los tumores para poder investigar sus características biológicas y determinar qué vías podrían ser más prometedoras para el tratamiento probándolas frente a una amplia gama de tratamientos».
Como se informó en el nuevo estudio, los investigadores crearon con éxito organoides viables a partir de todas las muestras. Los organoides derivados de pacientes mostraron morfologías y características que coincidían estrechamente con los tumores de cordoma reales de los que se derivaron, como la expresión de una proteína llamada Ki-67, asociada con la proliferación celular y braquiuria, una proteína que es un marcador bien establecido de cordoma.
Luego, los investigadores usaron los organoides para realizar una detección de drogas de alto rendimiento, un proceso automatizado de descubrimiento de drogas que permite probar una gran cantidad de posibles terapias a la vez, en lugar de una a la vez, lo que acelera significativamente el desarrollo y la prueba de posibles objetivos y drogas Este tipo de detección a gran escala ha sido clave para el desarrollo y la prueba de fármacos, pero esta es su primera aplicación a los organoides de cordoma derivados de pacientes.
A partir de la evaluación, los autores identificaron varios objetivos farmacológicos y vías biológicas que podrían seguirse potencialmente para la terapia del cordoma. También señalan la importancia de un enfoque personalizado, dadas las diversas respuestas observadas entre los pacientes, así como entre diferentes tumores extraídos del mismo paciente.
«Hemos demostrado que los organoides tumorales derivados de pacientes que desarrollamos pueden evaluarse de manera efectiva frente a cientos de medicamentos utilizando nuestra plataforma, que ahora incluye enfoques de aprendizaje automático para estudiar los patrones de crecimiento de los organoides y el análisis de vías para encontrar procesos biológicos objetivo», dijo Soragni. Durante el año pasado, el laboratorio del Dr. Soragni amplió sus capacidades de detección para poder generar y probar de cientos a miles de medicamentos en organoides tumorales cada semana gracias a los fondos de una subvención del NIH y el Departamento de Cirugía Ortopédica. «Nuestro enfoque compatible con la automatización para cultivar y examinar organoides tumorales derivados de pacientes funciona bien para carcinomas raros (Phan et al, 2019) y ahora incluso para tumores óseos de crecimiento lento. Nuestro trabajo sigue centrándose en generar modelos individualizados para tumores raros, que a menudo carecen de opciones terapéuticas, con el objetivo a largo plazo de aprovechar estos resultados en la clínica».
Los primeros autores del estudio son Ahmad Al Shihabi, MD, científico del proyecto en el laboratorio de la Dra. Alice Soragni en UCLA y Ardalan Davarifar, MD, PhD, becario clínico de hematología/oncología en el laboratorio Soragni. Los otros autores son Huyen Thi Lam Nguyen, Nasrin Tavanaie, Scott D. Nelson, Jane Yanagawa, Noah Federman, Nicholas Bernthal y Alice Soragni, todos de UCLA, y Francis Hornicek, ex UCLA ahora de la Universidad de Miami.
La investigación fue apoyada por el NIH (R01CA244729 para AS) y una beca inicial de la Facultad de Medicina David Geffen de la UCLA (para AS, NF y JY).
