Los organoides para el cáncer de próstata abren el camino a la oncología de precisión
Los organoides para el cáncer de próstata. Crédito: Ankur Singh
Un equipo multiinstitucional de investigadores dirigido por el bioingeniero Ankur Singh ha desarrollado herramientas de investigación que arrojan nueva luz sobre una forma de cáncer de próstata prácticamente intratable, abriendo un camino que puede conducir a terapias novedosas y un rayo de esperanza. para pacientes
Los inhibidores de la vía del receptor de andrógenos pueden prolongar la supervivencia de los pacientes con cáncer de próstata avanzado. Pero alrededor del 20 % de los pacientes desarrollan cáncer de próstata neuroendocrino en etapa más avanzada en respuesta a este tipo de terapia hormonal y, hasta ahora, los investigadores no han tenido formas efectivas de estudiar esa progresión.
«Estos pacientes pierden su dependencia de los procesos impulsados por hormonas, y los tratamientos convencionales no funcionan para ellos», dijo Singh, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter de la Universidad de Emory y Georgia Tech y la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff. Engineering at Tech.
«No existen terapias dirigidas, por lo que existe una clara necesidad clínica», agregó. «Pero un desafío importante es que no entendemos completamente lo que implican estos tumores, el tipo de microambiente tumoral que tienen o los factores que inducen la resistencia a la terapia. No hay modelos para estudiar este cáncer de manera efectiva».
«Para comenzar a responder esas preguntas, Singh y su equipo desarrollaron un organoide para el cáncer de próstata que puede ayudarlos a modelar el microambiente específico del paciente. Podría ofrecer un importante paso adelante en la medicina de precisión, y lo describieron en la edición de noviembre de la revista Advanced Materials.
Los organoides son diminutos cultivos de tejidos tridimensionales que crecen a partir de las células de un paciente. Se pueden diseñar para replicar diferentes órganos del cuerpo humano o para modelar enfermedades. Producidos completamente in vitro , los organoides son herramientas valiosas para los investigadores, que pueden explorar tratamientos específicos en microanatomías humanas auténticas sin dañar a un paciente.
Los científicos cultivan organoides en un gel que actúa como matriz extracelular, la molécula rica en proteínas la red lar que rodea y sostiene las células del cuerpo, ayudándolas a unirse y comunicarse entre sí y desempeñando un papel clave en múltiples funciones celulares.
Los colaboradores de Singh en este estudio habían desarrollado previamente modelos organoides Matrigel de células neuroendocrinas cáncer de próstata, es decir, cultivaron células en Matrigel, una solución derivada naturalmente de células tumorales de ratón. Usando estos organoides, los investigadores descubrieron un nuevo objetivo terapéutico llamado EZH2, una proteína modificadora de histonas que promueve el crecimiento tumoral. Usando un inhibidor de EZH2, pudieron retardar el crecimiento del tumor.
«Los inhibidores de EZH2 pueden requerir dosis altas y apenas estamos comenzando a comprender los factores que controlan la actividad de EZH2. Y, en algunos pacientes, los inhibidores de EZH2 pueden no elimina el tumor en su totalidad», dijo Singh.
Razonando que el inhibidor de EZH2 alcanzaría todo su potencial en el tipo correcto de microambiente tumoral, algo que podrían diseñar, es decir, no Matrigel, analizaron 111 biopsias de pacientes utilizando un enfoque multiómico y técnicas de microscopía para perfilar minuciosamente estos tumores agresivos.
Sus hallazgos les ayudaron a diseñar y desarrollar un hidrogel sintético a base de maleimida-polietilenglicol que imita con precisión la matriz extracelular de un tumor específico del paciente. Usando estos organoides, los investigadores pudieron estudiar el impacto de la matriz en el desarrollo del tumor, particularmente los cambios asociados con la transformación de un tumor de cáncer de próstata tratable en uno intratable.
Con los nuevos organoides, descubrieron que la matriz extracelular regula la actividad de EZH2 y la eficacia de los inhibidores de EZH2, un fenómeno previamente menos entendido. También descubrieron un nuevo objetivo terapéutico potencial, una molécula llamada DRD2. Actualmente, los inhibidores de DRD2 se están probando en ensayos clínicos para gliomas, pero nunca se han probado en tumores neuroendocrinos de próstata.
El equipo de Singh encontró que ciertas matrices extracelulares que se encuentran en los pacientes podrían hacer que los tumores neuroendocrinos sean resistentes a los inhibidores de DRD2, pero la resistencia podría superarse con una terapia combinada: primero, un inhibidor de EZH2 para reprogramar las células y hacerlas más susceptibles a la inhibición de DRD2.
«Como agente terapéutico dirigido de un solo agente, DRD2 es muy emocionante», dijo Singh, cuyos colaboradores incluyeron al co-investigador principal Oliver Elemento, director del Instituto Englander de Medicina de Precisión en Weill Cornell Medicine, el laboratorio biomédico unidad de investigación y facultad de medicina de la Universidad de Cornell. El autor principal fue Matthew Mosquera, un ex Ph.D. estudiante en el laboratorio de Singh.
Singh cree que este trabajo podría convertirse en un nuevo estándar de medicina de precisión.
«No todos los microambientes tumorales de los pacientes son iguales», dijo Singh. «Podríamos tomar una muestra de biopsia, perfilar el microambiente del paciente, tomar esa información específica y crear un modelo de organoide que se pueda tratar con medicamentos y desarrollar un régimen de tratamiento personalizado. Adaptar esto a la oncología de precisión sería muy importante para nosotros. Eso fue original idea. Ese es el objetivo final».
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Los tumores cultivados en el laboratorio brindan información sobre el cáncer de próstata raro Más información: Matthew J. Mosquera et al, Extracelular Matrix in Synthetic HydrogelBased Prostate Cancer Organoids Regulate Therapeutic Response to EZH2 e inhibidores de DRD2, materiales avanzados (2021). DOI: 10.1002/adma.202100096 Información de la revista: Advanced Materials
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: Los organoides del cáncer de próstata abren el camino a la oncología de precisión (2021, noviembre 24) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-prostate-cancer-organoids-path-precision.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.