O echipă internaţională de oameni de ştiinţă a creat în laborator un model tridimensional (3D) al tumorii cancerului pancreatic, combinând o matrice modificată genetic cu celule obţinute de la pacienţi. Modelul ar putea fi utilizat pentru a dezvolta şi testa tratamente ţintite.
Într-un nou studiu publicat pe 24 septembrie în Nature Communications, o echipă de cercetători de la universitatea din Nottingham, universitatea Queen Mary din Londra, universitatea Monash din Australia şi universitatea Jiao Tong din Shanghai, au creat un micromediu 3D multicelular care utilizează celule obţinute de la pacienţi pentru a recrea modul în care celulele tumorale cresc în cancerul pancreatic şi răspund la medicamentele chimioterapice.
Cancerul pancreatic este foarte dificil de tratat, mai ales că nu provoacă simptome decât atunci când este deja răspândit în organism. Acest cancer este rezistent la tratament, iar rata de supravietuire este scazută în comparaţie cu alte tipuri de cancer, doar 5-10% la cinci ani de la diagnosticare.
„Există două obstacole majore în tratarea cancerului pancreatic: o matrice foarte densă de proteine şi prezenţa celulelor stem canceroase foarte rezistente (CSCs) care sunt implicate în recidivă şi metastaze. În studiul nostru, am proiectat o matrice în care CSC-urile pot interacţiona cu alte tipuri de celule şi împreună se pot comporta la fel ca în organism, deschizând posibilitatea de a testa diferite tratamente într-un mod mai realist", spune unul dintre cercetătorii principali, doctorul David Osuna de la Peña.
Savanţii spun că este nevoie de astfel de modele de cancer 3D îmbunătăţite pentru a putea studia creşterea şi progresia tumorii la pacienţi şi pentru a testa răspunsurile la noi tratamente.
În prezent, 90% din tratamentele de succes pentru cancer testate preclinic eşuează în fazele incipiente ale studiilor clinice şi mai puţin de 5% dintre medicamentele oncologice au succes în studiile clinice.
Testele preclinice se bazează, în cea mai mare parte pe o combinaţie de culturi celulare bidimensionale (2D), cultivate în laborator, şi modele animale pentru a anticipa răspunsurile la tratament. Cu toate acestea, culturile convenţionale de celule 2D nu reuşesc să imite caracteristicile cheie ale ţesuturilor tumorale, iar diferenţele dintre specii pot duce la ineficienţa multor tratamente, care se dovedesc de succes pe animale, dar sunt ineficiente la om.
În consecinţă, aceste noi modele 3D experimentale de cancer sunt necesare pentru a recrea mai bine micromediul tumorii umane şi pentru a încorpora diferenţele specifice pacienţilor.
Auto-asamblarea este procesul prin care sisteme biologice asamblează controlat mai multe molecule şi celule în ţesuturi funcţionale. Valorificând acest proces, echipa a creat un nou hidrogel biomaterial realizat cu proteine multiple specifice, găsite în cancerul pancreatic.
Acest mecanism de formare permite încorporarea tipurilor de celule cheie pentru a crea mediile biologice care pot să imite caracteristicile tumorii unui pacient.
„Utilizarea modelelor umane de cancer devine o metodă din ce în ce mai frecventă în dezvoltarea tratamentelor pentru boală, dar o barieră majoră în folosirea acestora în aplicaţiile clinice este timpul de răspuns. Noi am proiectat un model ex vivo cuprinzător şi reglabil de adenocarcinom pancreatic ductal (PDAC), prin asamblarea şi organizarea componentelor cheie ale matricei cu celule de la pacienţi. Modelele prezintă profiluri transcripţionale specifice pacientului, funcţionalitatea CSC şi oncogenitate puternică, oferind, în ansamblu, un scenariu mai relevant decât culturile organoide sau sferoide. Şi ce e cel mai important, răspunsurile la medicamente au fost mai bine reproduse în culturile auto-asamblate pe care le-am realizat decât în celelalte modele. Credem că acest model se apropie cel mai mult de ceea ce ne dorim, şi anume, să putem recolta în spital celulele tumorale de la pacienţi, să le încorporăm în modelul nostru 3D pentru a găsi cocktailul optim de medicamente pentru un anumit tip de cancer, ca mai apoi să-l livrăm înapoi pacientului sub formă de tratament, toate aceste operaţiuni întâmplându-se într-un interval scurt de timp. Deşi viziunea noastră pentru o medicina de precizie în tratarea acestei boli este încă departe de realitate, credem că această cercetare este un pas înainte în acest sens", spune unul dintre cercetătorii principali ai studiului professorul Alvaro Mata de la universitatea din Nottingham, Marea Britanie.
