Nuevo enfoque para tratar la metástasis cerebral del melanoma
Un nuevo modelo de organoide ayuda a estudiar la metástasis cerebral del melanoma de manera efectiva.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
El melanoma es un tipo de cáncer de piel que puede esparcirse a otras partes del cuerpo, incluyendo el cerebro. Cuando el melanoma se extiende al cerebro, se le llama metástasis cerebral de melanoma (MBM). Tratar la MBM es bastante complicado porque las terapias tradicionales que funcionan bien en otras partes del cuerpo a menudo no son tan efectivas en el cerebro. Estudios recientes han demostrado que combinar ciertos tratamientos puede ayudar, pero todavía hay mucho que aprender sobre las mejores maneras de tratar la MBM, especialmente cuando los pacientes presentan síntomas.
Desafíos en el Tratamiento de la Metástasis Cerebral de Melanoma
Uno de los principales problemas al tratar la MBM es que la barrera hematoencefálica, que protege al cerebro de sustancias dañinas, también dificulta que los medicamentos lleguen a los tumores cerebrales. Además, el entorno alrededor de los tumores cerebrales es diferente al de otras partes del cuerpo, lo que puede afectar cómo responden los tumores al tratamiento. Los investigadores han encontrado que los modelos experimentales existentes no representan adecuadamente cómo reacciona la MBM a las terapias.
Las técnicas comunes de laboratorio suelen usar líneas celulares planas y bidimensionales para estudiar la respuesta a medicamentos, pero estas no representan fielmente la naturaleza de los tumores cerebrales humanos. Los modelos derivados de pacientes, que implican implantar muestras de tumor en ratones, proporcionan datos más relevantes pero son lentos y no muy eficientes. También existen modelos de organoides, que son grupos tridimensionales de células que pueden representar mejor las complejidades de los tumores, pero muchas técnicas actuales aún dependen de materiales artificiales o tipos de células excesivamente simplificados.
Nuevo Modelo para la Metástasis Cerebral de Melanoma
Para abordar estos desafíos, los investigadores han desarrollado un nuevo método para crear y estudiar organoides a partir de verdaderos tumores de pacientes sin usar materiales artificiales. Este enfoque, llamado Organoides Extrayentes Quirúrgicamente (SXOs), utiliza muestras de tumor tomadas directamente de los pacientes durante la cirugía. Los SXOs mantienen las características importantes de los tumores originales y pueden crecer en un entorno de laboratorio mucho más rápido que los modelos tradicionales.
En trabajos recientes, los científicos lograron crear SXOs a partir de dos pacientes con metástasis cerebral de melanoma. Estos organoides no solo preservaron las características de los tumores originales, sino que también respondieron a terapias dirigidas como se había predicho. Esto es significativo porque abre nuevas posibilidades para probar tratamientos antes de utilizarlos en pacientes.
Creando el Modelo de Organoides
Para crear los SXOs, los investigadores recogieron muestras de tumor de los pacientes inmediatamente después de la cirugía. Las muestras fueron manejadas con cuidado para preservar su estructura y luego se colocaron en una solución nutritiva especial diseñada para apoyar su crecimiento. Los organoides típicamente maduran en un período de dos a cuatro semanas y se mantienen para estudios adicionales.
Durante este tiempo, los investigadores también preservaron el tejido original del paciente y los nuevos organoides para pruebas futuras. P pudieron realizar varios experimentos para evaluar qué tan bien respondían los organoides a tratamientos, comparando sus reacciones con las de los tumores originales de los pacientes.
Evaluando los Organoides
Después de crear los organoides, los científicos examinaron sus estructuras y características bajo un microscopio. Usaron técnicas de tinción específicas para visualizar características clave, confirmando que los SXOs coincidían con los tumores originales en términos de tipos celulares y estructura general. Este fue un paso importante porque demostró que los SXOs podían representar de manera confiable los tumores originales, haciéndolos adecuados para probar nuevos tratamientos.
Los investigadores también probaron las respuestas de los organoides a terapias dirigidas que han tenido éxito en otros tipos de melanoma. Usaron una línea celular bidimensional derivada de uno de los pacientes junto a los organoides para comparar resultados. Cuando se trataron con medicamentos específicos, los organoides mostraron una respuesta similar a la de la línea celular, lo que indica que podrían ser una herramienta valiosa para pruebas adicionales.
Potencial para Pruebas Terapéuticas
Con los SXOs establecidos, los investigadores pudieron realizar diversas pruebas de medicamentos para evaluar su efectividad contra la MBM. Trataron los organoides con inhibidores específicos que apuntan a las vías de crecimiento de las células de melanoma. Los resultados mostraron que los organoides respondieron bien a estos tratamientos, con muchas de las células muriendo como se esperaba cuando se expusieron a las terapias.
Esta capacidad para probar tratamientos en un entorno de laboratorio que imita de cerca los tumores reales permite investigaciones más precisas sobre lo que funciona mejor para los pacientes con metástasis cerebral de melanoma. Los investigadores enfatizaron la importancia de usar modelos derivados de pacientes, ya que pueden proporcionar información que a menudo se pierde en las técnicas de laboratorio estándar.
Beneficios del Nuevo Modelo
La introducción de los SXOs viene con ventajas significativas sobre los modelos actuales. Primero, ofrecen una representación más fiel de los tumores reales, facilitando el estudio de cómo los tratamientos impactan a las células cancerígenas en un entorno más natural. Segundo, pueden producirse relativamente rápido, alineándose con los plazos clínicos para la recuperación y decisiones de tratamiento de los pacientes. Por último, el uso de SXOs permite a los investigadores explorar las interacciones complejas entre las células cancerígenas y su entorno circundante, incluyendo las respuestas inmunitarias y cómo los tumores se adaptan a las terapias.
Limitaciones y Direcciones Futuras
Si bien los resultados del uso de SXOs son prometedores, los investigadores reconocen algunas limitaciones. Los estudios actuales se han centrado en solo unos pocos pacientes, lo que significa que se necesitan ensayos más amplios para determinar cuán aplicables son estos hallazgos en diferentes casos de melanoma. Además, los tratamientos previos que los pacientes recibieron pueden afectar cómo responden sus tumores en el laboratorio, lo que podría complicar la interpretación de los resultados.
De cara al futuro, el equipo busca refinar aún más el modelo SXO y expandir su uso para incluir más pacientes con varios tipos de melanoma. Los investigadores también ven aplicaciones potenciales para estudiar las respuestas inmunitarias y probar nuevas combinaciones de terapias, lo que podría llevar a mejores resultados para los pacientes con MBM.
Conclusión
Crear un modelo para estudiar la metástasis cerebral de melanoma a través de SXOs representa un avance significativo en la investigación del cáncer. Al usar tejido derivado de pacientes sin materiales artificiales, estos organoides ofrecen una visión más realista de cómo se comportan los tumores y responden al tratamiento. A medida que los investigadores continúan refinando este enfoque, tiene el potencial de mejorar las estrategias terapéuticas y, en última instancia, beneficiar a los pacientes que enfrentan esta forma desafiante de cáncer.
Título: Matched three-dimensional organoids and two-dimensional cell lines of melanoma brain metastases mirror response to targeted molecular therapy
Resumen: PurposeDespite significant advances in the treatment paradigm for patients with metastatic melanoma, melanoma brain metastasis (MBM) continues to represent a significant treatment challenge. The study of MBM is limited, in part, by shortcomings in existing preclinical models. Surgically eXplanted Organoids (SXOs) are ex vivo, three-dimensional cultures prepared from primary tissue samples with minimal processing that recapitulate genotypic and phenotypic features of parent tumors and are grown without artificial extracellular scaffolding. We aimed to develop the first matched patient-derived SXO and cell line models of MBM to investigate responses to targeted therapy. MethodsMBM SXOs were created by a novel protocol incorporating techniques for establishing glioma and cutaneous melanoma organoids. A BRAFV600K-mutant and BRAF-wildtype MBM sample were collected directly from the operating room for downstream experiments. Organoids were cultured in an optimized culture medium without an artificial extracellular scaffold. Concurrently, matched patient-derived cell lines were created. Drug screens were conducted to assess treatment response in SXOs and cell lines. ResultsOrganoid growth was observed within 3-4 weeks, and MBM SXOs retained histological features of the parent tissue, including pleomorphic epithelioid cells with abundant cytoplasm, large nuclei, focal melanin accumulation, and strong SOX10 positivity. After sufficient growth, organoids could be manually parcellated to increase the number of replicates. Matched SXOs and cell lines demonstrated sensitivity to BRAF and MEK inhibitors. ConclusionHere, we describe the creation of a scaffold-free organoid model of MBM. Further study using SXOs may improve the translational relevance of preclinical studies and enable the study of the metastatic melanoma tumor microenvironment.
Autores: Kalil G. Abdullah, W. H. Hicks, L. C. Gattie, J. I. Traylor, D. Davar, Y. G. Najjar, T. E. Richardson, S. K. McBrayer
Última actualización: 2024-01-23 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.18.576318
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.18.576318.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.