Nova Abordagem para Tratar Metástases Cerebrais de Melanoma
Um novo modelo de organoide ajuda a estudar a metástase de melanoma no cérebro de forma eficaz.
― 6 min ler
Índice
Melanoma é um tipo de câncer de pele que pode se espalhar para outras partes do corpo, incluindo o cérebro. Quando o melanoma se espalha para o cérebro, chama-se metástase cerebral de melanoma (MBM). Tratar a MBM é bem complicado porque as terapias tradicionais que funcionam em outras partes do corpo muitas vezes não são tão eficazes no cérebro. Estudos recentes mostraram que combinar certos tratamentos pode ajudar, mas ainda tem muito a aprender sobre as melhores formas de tratar a MBM, especialmente quando os pacientes apresentam sintomas.
Desafios no Tratamento da Metástase Cerebral de Melanoma
Um dos principais problemas ao tratar a MBM é que a barreira hematoencefálica, que protege o cérebro de substâncias nocivas, também dificulta a chegada de medicamentos aos tumores cerebrais. Além disso, o ambiente ao redor dos tumores cerebrais é diferente de outras partes do corpo, o que pode afetar como os tumores respondem ao tratamento. Pesquisadores descobriram que os modelos experimentais existentes não imitam bem como a MBM reage às terapias.
Técnicas comuns de laboratório costumam usar linhas celulares planas e bidimensionais para estudar a resposta a medicamentos, mas isso não representa verdadeiramente a natureza dos tumores cerebrais humanos. Modelos derivados de pacientes, que envolvem implantar amostras de tumor em camundongos, fornecem dados mais relevantes, mas são demorados e não muito eficientes. Também existem modelos de organoides, que são agrupamentos tridimensionais de células que podem representar melhor as complexidades dos tumores, mas muitas técnicas atuais ainda dependem de materiais artificiais ou tipos celulares excessivamente simplificados.
Novo Modelo para Metástase Cerebral de Melanoma
Para enfrentar esses desafios, pesquisadores desenvolveram um novo método para criar e estudar organoides a partir de tumores reais de pacientes, sem usar materiais artificiais. Essa abordagem, chamada Organoides Explantados Cirurgicamente (SXOs), usa amostras de tumor retiradas diretamente de pacientes durante a cirurgia. Os SXOs mantêm características importantes dos tumores originais e podem ser cultivados em um ambiente laboratorial muito mais rápido do que modelos tradicionais.
Em um trabalho recente, cientistas conseguiram criar SXOs a partir de dois pacientes com metástase cerebral de melanoma. Esses organoides não só preservaram as características dos tumores originais, mas também responderam às terapias direcionadas como previsto. Isso é significativo porque abre novas possibilidades para testar tratamentos antes de serem usados em pacientes.
Criando o Modelo de Organoide
Para criar os SXOs, os pesquisadores coletaram amostras de tumor de pacientes imediatamente após a cirurgia. As amostras foram manuseadas cuidadosamente para preservar sua estrutura e foram colocadas em uma solução nutritiva especial projetada para suportar seu crescimento. Normalmente, os organoides amadurecem em duas a quatro semanas e foram mantidos para estudos adicionais.
Durante esse tempo, os pesquisadores também preservaram o tecido original do paciente e os novos organoides para testes futuros. Eles conseguiram realizar várias experiências para avaliar como os organoides responderam aos tratamentos, comparando suas reações com as dos tumores originais dos pacientes.
Avaliando os Organoides
Depois que os organoides foram criados, os cientistas examinaram suas estruturas e características sob um microscópio. Usaram técnicas de coloração específicas para visualizar características-chave, confirmando que os SXOs correspondiam aos tumores originais em termos de tipos celulares e estrutura geral. Esse foi um passo importante porque demonstrou que os SXOs poderiam representar de forma confiável os tumores originais, tornando-os adequados para testar novos tratamentos.
Os pesquisadores também testaram as respostas dos organoides a terapias direcionadas que tiveram sucesso em outros tipos de melanoma. Usaram uma linha celular bidimensional derivada de um dos pacientes junto com os organoides para comparar os resultados. Quando tratados com drogas específicas, os organoides mostraram uma resposta semelhante à da linha celular, indicando que poderiam servir como uma ferramenta valiosa para testes futuros.
Potencial para Testes Terapêuticos
Com os SXOs estabelecidos, os pesquisadores puderam realizar vários testes de medicamentos para avaliar sua eficácia contra a MBM. Eles trataram os organoides com inibidores específicos que visam as vias de crescimento das células de melanoma. Os resultados mostraram que os organoides responderam bem a esses tratamentos, com muitas das células morrendo como esperado quando expostas às terapias.
Essa capacidade de testar tratamentos em um ambiente laboratorial que imita de perto os tumores reais permite investigações mais precisas sobre o que funciona melhor para pacientes com metástase cerebral de melanoma. Os pesquisadores enfatizaram a importância de usar modelos derivados de pacientes, pois eles podem fornecer insights que as técnicas laboratoriais padrão costumam perder.
Benefícios do Novo Modelo
A introdução dos SXOs traz vantagens significativas em relação aos modelos atuais. Primeiro, eles oferecem uma representação mais fiel dos tumores reais, facilitando o estudo de como os tratamentos impactam as células cancerígenas em um ambiente mais natural. Segundo, eles podem ser produzidos relativamente rápido, alinhando-se com os cronogramas clínicos para a recuperação e decisões de tratamento dos pacientes. Por último, usar SXOs permite que os pesquisadores explorem as interações complexas entre as células cancerígenas e seu ambiente ao redor, incluindo respostas imunológicas e como os tumores se adaptam às terapias.
Limitações e Direções Futuras
Embora os resultados do uso dos SXOs sejam promissores, os pesquisadores reconhecem algumas limitações. Os estudos atuais se concentraram apenas em alguns pacientes, o que significa que são necessários testes mais amplos para determinar como essas descobertas se aplicam a diferentes casos de melanoma. Além disso, os tratamentos anteriores que os pacientes receberam podem afetar como seus tumores reagem no laboratório, o que poderia complicar as interpretações dos resultados.
Olhando para o futuro, a equipe pretende refinar ainda mais o modelo SXO e expandir seu uso para incluir mais pacientes com vários tipos de melanoma. Os pesquisadores também veem aplicações potenciais para estudar respostas imunológicas e testar novas combinações de terapias, o que poderia levar a melhores resultados para os pacientes com MBM.
Conclusão
Criar um modelo para estudar a metástase cerebral de melanoma através dos SXOs representa um avanço significativo na pesquisa do câncer. Ao usar tecido derivado de pacientes sem materiais artificiais, esses organoides oferecem uma visão mais realista de como os tumores se comportam e respondem ao tratamento. À medida que os pesquisadores continuam a aprimorar essa abordagem, há a promessa de melhorar estratégias terapêuticas e, em última análise, beneficiar pacientes enfrentando essa forma desafiadora de câncer.
Título: Matched three-dimensional organoids and two-dimensional cell lines of melanoma brain metastases mirror response to targeted molecular therapy
Resumo: 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 atualização: 2024-01-23 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.18.576318
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.18.576318.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.