Un vínculo entre la supervivencia del paciente y los cambios en la masa de células tumorales en el cáncer de cerebro
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Investigadores del Dana-Farber Cancer Institute y el MIT han desarrollado una nueva forma de determinar si los pacientes individuales responderán a un medicamento contra el cáncer específico o no. Este tipo de prueba podría ayudar a los médicos a elegir terapias alternativas para pacientes que no responden a las terapias que normalmente se usan para tratar su cáncer.
El nuevo estudio, que aparece hoy en Cell Reports, se centró en el glioblastoma, una forma agresiva de cáncer cerebral, y es parte de una colaboración entre Dana-Farber y el Instituto Koch para encontrar nuevos biomarcadores y pruebas de diagnóstico para el cáncer. La nueva técnica, que consiste en extraer células tumorales de los pacientes, tratarlas con un fármaco y luego medir los cambios en la masa de las células, podría aplicarse a una amplia variedad de cánceres y tratamientos farmacológicos.
Keith Ligon, MD, Ph.D., director del Centro de Modelos Derivados de Pacientes en Dana-Farber y profesor asociado en la Escuela de Medicina de Harvard, y Scott Manalis, Profesor de Ingeniería David H. Koch en los departamentos de Ingeniería Biológica y Mecánica Engineering y miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer. son los autores principales del estudio,
«Esencialmente, todos los medicamentos contra el cáncer usados clínicamente, ya sea directa o indirectamente, detienen el crecimiento de las células cancerosas», dijo Manalis. «Es por eso que pensamos que medir la masa podría ofrecer una lectura universal de los efectos de muchos tipos diferentes de mecanismos farmacológicos».
El glioblastoma, que se diagnostica en aproximadamente 13 000 estadounidenses por año, es incurable, pero la radiación y el tratamiento farmacológico puede ayudar a prolongar la expectativa de vida de los pacientes. La mayoría no sobrevive más de uno o dos años.
«Con esta enfermedad, no tienes mucho tiempo para hacer ajustes. Entonces, si tomas un medicamento ineficaz durante seis meses, eso es bastante significativo. » agregó Ligón. «Este tipo de ensayo podría ayudar a acelerar el proceso de aprendizaje para cada paciente individual y ayudar con la toma de decisiones».
Los pacientes diagnosticados con glioblastoma generalmente reciben un medicamento de quimioterapia llamado temozolomida (TMZ). Sin embargo, este medicamento solo ayuda a alrededor del 50 por ciento de los pacientes.
Actualmente, los médicos pueden usar un marcador genético de metilación de un gen llamado MGMT para predecir si los pacientes responderán al tratamiento con TMZ. Los pacientes que tienen este marcador suelen responder mejor al fármaco. Sin embargo, el marcador no ofrece predicciones confiables para todos los pacientes debido a otros factores genéticos. Para los pacientes que no responden a TMZ, hay varios medicamentos alternativos disponibles, dijo Ligon, o los pacientes pueden optar por participar en un ensayo clínico.
En los últimos años, Ligon y Manalis han estado trabajando en un nuevo enfoque para predecir las respuestas de los pacientes, que se basa en medir cómo responden las células tumorales al tratamiento, en lugar de las firmas genómicas. Este enfoque se conoce como medicina funcional de precisión.
«La idea detrás de la medicina funcional de precisión es que, para el cáncer, podría tomar las células tumorales de un paciente, administrarles los medicamentos que el paciente podría recibir y predecir qué ocurriría, antes de dárselos al paciente», dijo Ligon.
Los científicos están trabajando en muchos enfoques diferentes para la medicina funcional de precisión, y una técnica que Ligon y Manalis han estado buscando es medir los cambios en la masa celular que ocurrir después del tratamiento farmacológico. El enfoque se basa en una tecnología desarrollada por el laboratorio de Manalis para pesar células individuales con una precisión extremadamente alta haciéndolas fluir a través de microcanales vibrantes.
Hace varios años, Ligon, Manalis y sus colegas demostraron que podían usar esta tecnología para analizar cómo dos tipos de cáncer, el glioblastoma y la leucemia linfoblástica aguda, responden al tratamiento. Este resultado se basó en la medición de células individuales varias veces después del tratamiento con medicamentos, lo que permitió a los investigadores calcular cómo cambió su tasa de crecimiento con el tiempo después del tratamiento. Demostraron que esta estadística, a la que llamaron tasa de acumulación de masa (MAR), era un fuerte predictor de si las células eran susceptibles a un fármaco determinado.
Usando una versión de alto rendimiento de este sistema, que desarrollaron en 2016, pudieron calcular un MAR preciso utilizando solo 100 células por paciente. Sin embargo, un inconveniente de la técnica MAR es que las células deben permanecer en el sistema durante varias horas, por lo que se pueden pesar una y otra vez para calcular la tasa de crecimiento a lo largo del tiempo.
En su nuevo estudio, los investigadores decidieron ver si un enfoque más simple y significativamente más rápido que mide los cambios sutiles en las distribuciones de masa de una sola célula entre las células cancerosas tratadas con medicamentos y las no tratadas podría predecir la supervivencia del paciente. Realizaron un estudio retrospectivo con un conjunto de células tumorales de glioblastoma vivas de 69 pacientes, donadas al Laboratorio Ligon y al Centro Dana-Farber para Modelos Derivados de Pacientes, y las usaron para cultivar tejidos esferoides. Después de separar las células, los investigadores las trataron con TMZ y luego midieron su masa unos días después.
Descubrieron que simplemente midiendo la diferencia de masa entre las células antes y después del tratamiento, usando tan solo 2000 células por muestra de paciente, pudieron predecir con precisión si el paciente había respondido a TMZ o no.
Los investigadores demostraron que su medición de masa era tan precisa como el marcador de metilación MGMT, pero la medición de masa tiene una ventaja adicional en que puede funcionar en pacientes para quienes el marcador genético no revela susceptibilidad a TMZ. Para muchos otros tipos de cáncer, no hay biomarcadores que puedan usarse para predecir la respuesta a los medicamentos.
«La mayoría de los cánceres no tienen un marcador genómico que pueda usarse en absoluto. Lo que argumentamos es que esta función podría funcionar en otras situaciones en las que no tiene ninguna opción de un marcador genómico», comentó Manalis.
Debido a que la prueba funciona midiendo los cambios en la masa, se puede usar para observar los efectos de muchos diferentes tipos de medicamentos contra el cáncer, independientemente de su mecanismo de acción. TMZ funciona deteniendo el ciclo celular, lo que hace que las células se vuelvan más grandes porque ya no pueden dividirse pero aún así aumentan su masa. Otros medicamentos contra el cáncer funcionan interfiriendo con el metabolismo celular o dañando su estructura, lo que también afecta la masa celular.
La esperanza a largo plazo de los investigadores es que este enfoque pueda usarse para probar varios medicamentos diferentes en el paciente individual. para predecir qué tratamiento funcionaría mejor para ese paciente.
«Idealmente, probaríamos el medicamento que el paciente probablemente recibiría, pero también probaríamos cosas que serían el plan de respaldo: primero -, terapias de segunda y tercera línea, o diferentes combinaciones de medicamentos», dijo Ligon, quien también es jefe de neuropatología en el Brigham and Women’s Hospital y consultor en patología en el Boston Children’s Hospital.
Ligon y Manalis han cofundado una empresa llamada Travera, que obtuvo la licencia de esta tecnología y ahora está recopilando datos de muestras de pacientes de varios tipos diferentes de cáncer, con la esperanza de desarrollar pruebas de laboratorio validadas clínicamente que puedan usarse para ayudar a los pacientes.
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El dispositivo puede predecir las respuestas tumorales al medir el crecimiento celular después de la exposición al fármaco. Más información: Max A. Stockslager et al, Pruebas funcionales de susceptibilidad a fármacos mediante el uso de masa unicelular para predecir el resultado del tratamiento. en modelos de neuroesferas de cáncer derivados de pacientes, Cell Reports (2021). doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109788 Información de la revista: Cell Reports
Proporcionado por Dana-Farber Cancer Institute Cita: Un vínculo entre la supervivencia del paciente y los cambios in tumor cell mass in brain cancer (2021, 5 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-link-patient-survival-tumor-cell.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.