Выращенные в лаборатории органоиды головного мозга, выработанные из собственной глиобластомы пациента, наиболее агрессивной и распространенной формы рака мозга, могут дать ответы на вопрос, как лучше всего ее лечить. Новое исследование Cell, проведенное исследователями из Penn Medicine, показало, как органоиды глиобластомы могут служить эффективными моделями для быстрого тестирования персонализированных стратегий лечения.
Мультиформная глиобластома (GBM) остается наиболее трудной из всех изучаемых и изучаемых форм рака головного мозга, в основном из-за гетерогенности опухолей. Подходы к лечению, такие как хирургия, лучевая терапия и химиотерапия, наряду с новыми персонализированными клеточными методами лечения, как оказалось, замедляют рост опухоли и позволяют пациентам жить без симптомов в течение некоторого периода времени.
«Несмотря на то, что мы добились значительных успехов в исследованиях глиобластомы, преклинические и клинические проблемы сохраняются, что мешает нам приблизиться к более эффективному лечению», - сказал старший автор, доктор наук, профессор нейробиологии Перельмана в Медицинской школе Перельмана в университете Пенсильвании. «Одним из препятствий является способность перепросматривать опухоль, чтобы не только лучше понять ее сложные характеристики, но также и определить, какие методы лечения после операции могут бороться с ней более своевременно».
Выращенные в лаборатории органоиды мозга - полученные из плюрипотентных стволовых клеток человека или тканей пациента и выращенные до размера, не превышающего горох - могут, например, воспроизводить важную генетическую композицию, гетерогенность типа клеток мозга и архитектуру. Эти модели позволяют исследователям воссоздать ключевые особенности больного мозга пациентов, чтобы помочь составить более четкую картину их рака, и позволяют им исследовать способы, как наилучшим образом атаковать его.
Что делает органоиды такими привлекательными в глиобластоме, так это время и способность поддерживать тип клеток и генетическую гетерогенность. Хотя существующие модели in vitro дополнили понимание исследователями биологических механизмов, лежащих в основе рака, у них есть ограничения. В отличие от других моделей, которым требуется больше времени для проявления экспрессии генов и других гистологических признаков, которые более точно представляют опухоль, органоиды опухоли головного мозга, разработанные исследовательской группой, начинают использоваться гораздо быстрее. Это важно, потому что текущие схемы лечения обычно начинаются через месяц после операции.
В новом исследовании ученые удалили свежие образцы опухолей у 52 пациентов, чтобы «вырастить» соответствующие опухолевые органоиды в лаборатории. Общий показатель успешности генерации органоидов глиобластомы (ГОГ) составил 91,4%, причем 66,7% опухолей экспрессируют мутацию IDH1 и 75% - рецидивирующие опухоли в течение двух недель. Эти органоиды глиобластомы опухоли также могут быть подвергнуты биобанкингу и впоследствии восстановлены для анализа.
Генетический, гистологический, молекулярный анализ также был выполнен у 12 пациентов, чтобы установить, что эти новые ГОГ в значительной степени сохранили признаки первичной опухоли у пациента.
Восемь образцов ГОГ были затем успешно трансплантированы в мозг взрослой мыши, что показало быструю и агрессивную инфильтрацию раковых клеток и поддерживало экспрессию ключевых мутаций вплоть до трех месяцев спустя. Важно отметить, что основной признак глтобластомы - проникновение опухолевых клеток в окружающую мозговую ткань - наблюдалось на моделях мышей.
Чтобы имитировать послеоперационное лечение, исследователи подвергли ГОГ стандартному лечению и целевым методам лечения, в том числе лекарствам из клинических испытаний и иммунотерапии клеток химерным рецептором Т (CAR-T). Для каждого лечения исследователи показали, что ответы органоидов различны, а эффективность коррелирует с их генетическими мутациями в опухолях пациентов. Эта модель открывает возможность для будущих клинических испытаний для персонализированного лечения, основанного на индивидуальной реакции опухоли пациента на различные лекарства.
Примечательно, что исследователи наблюдали пользу от применения органоидов, получавших терапию CAR T, которые использовались в текущих клинических испытаниях для нацеливания на мутацию EGFRvIII, являющуюся движущей силой заболевания. В шести ГБО исследователи продемонстрировали специфический эффект для ГБО пациентов с мутацией EGFRvIII с экспансией Т-клеток CAR и снижением экспрессирующих EGFRvIII клеток.
«Эти результаты подчеркивают потенциал для тестирования и лечения глиобластом с персонализированным подходом. Конечная цель состоит в том, чтобы работать в будущем, где мы можем изучить органоид пациента и проверить, какая Т-клетка CAR будет лучшей в сравнении с его опухолью, в реальной жизни время»: О'Рурк сказал. «Краткосрочная цель, учитывая гетерогенность глиобластом, заключается в том, что тестирование различных терапевтических вариантов in vitro также может помочь улучшить включение пациентов в клинические испытания путем более точного определения мутаций и выбора подходящих доступных целевых методов лечения для каждого».
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191226151741.htm
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий