Las imágenes redox permiten la medición de las respuestas a fármacos en muestras de cáncer cultivadas en laboratorio

Detección funcional de fármacos. Crédito: Daniel Gil.

Los organoides son pequeños ensamblajes celulares tridimensionales que se cultivan en un laboratorio a partir de células específicas de tejido. Son particularmente interesantes para los biólogos debido a su capacidad para imitar las características de los tejidos originales. Si los científicos extraen células de un tumor, pueden desarrollar organoides cancerosos que imitan las características del tumor de origen.

Esta posibilidad de estudios a nivel individual de las propiedades de los tumores convierte a los organoides del cáncer en una herramienta interesante desde la perspectiva de un campo emergente llamado medicina del cáncer de precisión. Daniel Gil, de la Universidad de Wisconsin (UW) y el Instituto de Investigación Morgridge, explica: «La medicina de precisión contra el cáncer es esta idea de que podemos usar datos para identificar mejores tratamientos para cada paciente, y un enfoque particularmente poderoso es usar organoides de cáncer derivados de pacientes». , esencialmente ‘tumores en un plato’, para probar medicamentos antes de dárselos a un paciente». Gil señala que un requisito previo clave para hacer realidad esta idea es encontrar una manera de determinar si los organoides están respondiendo o no a un tratamiento. Los métodos existentes para hacer esta determinación brindan información limitada sobre los efectos de las drogas o requieren la destrucción de los organoides.

Un equipo de investigación que incluía a Gil y dirigido por Melissa Skala del Instituto de Investigación Morgridge, por lo tanto, se propuso desarrollar un informe informativo, forma no destructiva de obtener imágenes de las respuestas de los organoides del cáncer a los tratamientos farmacológicos. Los investigadores optaron por centrarse en una técnica de imagen óptica llamada imagen redox, que se basa en señales fluorescentes de metabolitos en organoides de cáncer derivados de pacientes.

Los investigadores esperaban encontrar un conjunto de señales fluorescentes legibles con imágenes redox que proporcionaran información sobre el tamaño, la forma y la función de cada organoide. Al analizar cómo afectaban los tratamientos farmacológicos a dichas señales, se propusieron desarrollar una herramienta de detección para evaluar las respuestas de los organoides a los tratamientos farmacológicos. Sus hallazgos se publican en el Journal of Biomedical Optics.

Cambios inducidos por el tratamiento en organoide de cáncer derivado del paciente; el análisis cuantitativo de imágenes rastreó los cambios en la relación redox óptica de cada organoide (de la Fig. 4, doi 10.1117/1.JBO.26.3.036005). Crédito: Daniel Gil, de la Fig. 4, doi 10.1117/1.JBO.26.3.036005.

Para sus experimentos, los investigadores utilizaron imágenes redox para registrar señales de dos metabolitos, llamados NAD(P)H y FAD, en dos líneas separadas de organoides de cáncer colorrectal durante un período de 48 horas después del tratamiento farmacológico. Como era de esperar, los medicamentos que se sabe que matan las células cancerosas alteraron de manera considerable las señales redox de los metabolitos de manera que sugirieron una reducción en las tasas de crecimiento celular. Los investigadores notaron que el seguimiento de la respuesta dentro de un solo organoide proporcionó información más sensible sobre la capacidad de respuesta a los medicamentos que los análisis agrupados en todos los organoides en un plato.

Además, el análisis de datos de imágenes redox permitió a los investigadores identificar subpoblaciones de organoides que respondieron a tratamientos farmacológicos de distintas maneras. Este hallazgo se alinea con lo que los científicos saben sobre la heterogeneidad de las células dentro de los tumores. Gil explica: «Los tumores no se componen de un solo tipo de célula, sino de muchos tipos de células que a menudo tienen diferentes sensibilidades a los medicamentos». También señaló que esta heterogeneidad puede complicar la tarea de identificar el tratamiento óptimo para un tumor, pero la capacidad de los organoides de cáncer derivados de pacientes para capturar la heterogeneidad de las células tumorales puede ayudar a los científicos y médicos a aprender a superar tales complicaciones.

Este estudio muestra que las imágenes redox permiten la medición no destructiva de las respuestas a fármacos en organoides de cáncer derivados de pacientes. Gil señala que este enfoque es muy adecuado para evaluar grandes poblaciones de organoides porque es rápido e informativo. «La imagen redox es una herramienta valiosa que permitirá a los investigadores observar la naturaleza dinámica de las respuestas a los medicamentos a lo largo del tiempo», dice Gil. Skala comenta: «Este es un paso importante para llevar esta tecnología a la clínica de una manera utilizable y rentable. Esperamos que esto pueda guiar las opciones de tratamiento para más pacientes».

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Uso de organoides derivados de tumores para estimar qué tan bien los pacientes con cáncer responderán a la quimioterapia Más información: Daniel A. Gil et al, Seguimiento de organoides de cáncer derivados de pacientes con amplia imágenes redox de un fotón de campo para evaluar la respuesta al tratamiento, Journal of Biomedical Optics (2021). DOI: 10.1117/1.JBO.26.3.036005 Información de la revista: Journal of Biomedical Optics

Proporcionado por SPIE Cita: Las imágenes redox permiten medir las respuestas a los fármacos en el laboratorio -muestras de cáncer cultivadas (2021, 22 de marzo) recuperadas el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-redox-imaging-drug-responses-lab-grown.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.