Modelos de tumores organoides: beneficios y desafíos
El cáncer es una de las enfermedades más amenazantes y la principal causa de muerte en todo el mundo (1). La heterogeneidad intra e intertumoral es a menudo responsable de la formación de metástasis, el fracaso del tratamiento y la resistencia al tratamiento. El aumento del coste de la investigación y el desarrollo de nuevas terapias contra el cáncer y la falta de traducibilidad de los ensayos preclínicos basados en células y los modelos animales a pacientes humanos han generado una importante necesidad de centrarse en modelos tumorales personalizados.
Microambiente tumoral y tecnología organoide.
El microambiente tumoral es el entorno complejo en el que se incrustan las células tumorales y comprende células estromales, células inmunitarias, moléculas de señalización y la matriz extracelular (MEC). La tecnología de organoides 3D permite recapitular la estructura, funcionalidad y características moleculares del microambiente tumoral (2).
Los tumores u 'organoides similares a tumores' se derivan del tumor original del paciente e imitan el microambiente del tumor humano. La inclusión del microambiente tumoral en modelos tumorales personalizados servirá como un componente importante para descubrir posibles dianas terapéuticas (3).
Ventajas de los tumores
– Los tumores o modelos de tumores 3D preservan las características arquitectónicas y funcionales de los tejidos nativos.
– Las tasas de diferenciación y proliferación celular son similares a las in vivo.
– Los organoides 3D hacen que el análisis de la función genética y el fenotipo celular ex vivo sea más relevante.
– Los tumores permiten estudiar la morfología y los cambios celulares determinados por las interacciones alteradas de la MEC durante la transformación oncogénica.
– El cultivo celular en 3D mejora la dimensionalidad de las interacciones célula-célula, fundamentales para generar un fenotipo predictivo de la biología in vivo (4,5).
Desafíos de los tumores
– El cultivo de organoides requiere optimización de las condiciones para producir características fenotípicas similares a las del in vivo. La producción a gran escala de organoides es limitada y esto inhibe la aplicación de organoides en la detección de fármacos de alto rendimiento.
– Los organoides in vitro no pueden recapitular completamente todos los procesos dinámicos que ocurren in vivo, como la circulación sanguínea, lo que dificulta la posibilidad de predecir con precisión los resultados clínicos.
– La generación de organoides derivados de pacientes es cara. (6).
Referencias
1. Estadísticas sobre el cáncer de la Organización Mundial de la Salud
2. Finnberg NK, Gokare P, Lev A, Grivennikov SI, MacFarlane AW 4th, Campbell KS, Winters RM, Kaputa K, Farma JM, Abbas AE, Grasso L, Nicolaides NC, El-Deiry WS. Aplicación de sistemas tumoroides 3D para definir respuestas terapéuticas inmunes y citotóxicas basadas en firmas moleculares de cultivos de cortes de tejido y tumores. Oncoobjetivo. 2017 de agosto de 5;8(40):66747-66757. doi: 10.18632/oncotarget.19965. PMID: 28977993; PMCID: PMC5620133.
3. Lee JY, Chaudhuri O. Modelado del microambiente inmunológico tumoral para el descubrimiento de fármacos mediante cultivo 3D. APL Bi9oeng. 2021 de febrero de 2;5(1):010903. doi: 10.1063/5.0030693. PMID: 33564739; PMCID: PMC7857858.
4. Kaushik G, Ponnusamy MP, Batra SK. Revisión concisa: estado actual de los organoides tridimensionales como modelos preclínicos. Células madre. 2018 septiembre;36(9):1329-1340. doi: 10.1002/stem.2852. Publicación electrónica del 2018 de julio de 29. PMID: 29770526; PMCID: PMC6158106.
5. Habanjar O, Diab-Assaf M, Caldefie-Chezet F, Delort L. Sistemas de cultivo celular 3D: aplicación de tumores, ventajas y desventajas. Int J Mol Ciencia. 2021 11 de noviembre;22(22):12200. doi: 10.3390/ijms222212200. PMID: 34830082; PMCID: PMC8618305.
6. Xu H, Jiao D, Liu A, Wu K. Organoides tumorales: aplicaciones en el modelado del cáncer y potenciales en medicina de precisión. J Hematol Oncol. 2022 12 de mayo;15(1):58. doi: 10.1186/s13045-022-01278-4. PMID: 35551634; PMCID: PMC9103066.
