Una nueva técnica que involucra el crecimiento de tumores cerebrales en un modelo de laboratorio en miniatura del cerebro humano recreó la compleja genética de la enfermedad mejor que otros enfoques, según una investigación realizada por investigadores de Weill Cornell Medicine y NewYork-Presbyterian. Los hallazgos sugieren que la técnica puede proporcionar a los científicos una forma más poderosa de desarrollar y probar tratamientos personalizados para estos tumores, conocidos como glioblastomas.
El estudio , publicado el 6 de abril en Cancer Discovery, comparó qué tan cerca se parecían las células tumorales cerebrales cultivadas en varios modelos de laboratorio diferentes al tumor original al examinar la expresión génica en estas células. El análisis detallado encontró que el tumor de glioblastoma en el modelo de mini cerebro estaba compuesto por una mezcla de células, que iban desde maduras hasta más parecidas a células madre, y las células tumorales habían activado programas genéticos para aumentar su capacidad de supervivencia en condiciones adversas. “Estos resultados demuestran lo importante que es recrear el entorno en el cerebro para estudiar el glioblastoma y probar los tratamientos”, dijo el coautor principal, el Dr. Howard A. Fine., profesor de Medicina Louis y Gertrude Feil y profesor de neurología en los Departamentos de Medicina y Neurología de Weill Cornell Medicine.
El glioblastoma es un tumor cerebral relativamente raro pero maligno, de crecimiento rápido y casi siempre fatal que históricamente ha sido difícil de modelar con el fin de desarrollar mejores tratamientos.
Los mini cerebros, que se denominan organoides cerebrales de glioblastoma o GLICO, son el fruto de una búsqueda de más de una década por parte del Dr. Fine. Frustrado por la falta de opciones de tratamiento para sus pacientes con glioblastoma, se dispuso a crear un mejor modelo para estudiar la enfermedad.
“La enfermedad que estábamos estudiando en el laboratorio no se parecía en nada a la enfermedad que estaba viendo en la clínica”, dijo el Dr. Fine, quien también es director asociado de investigación traslacional en el Centro de Cáncer Sandra y Edward Meyer en Weill Cornell Medicine y el director fundador del Brain Tumor Center en NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. Eso ha hecho que sea difícil probar medicamentos o tratar de encontrar los mejores para un paciente en particular.
“Es realmente fundamental tener modelos que capturen la complejidad de los tumores humanos, de modo que pueda usarlos en el laboratorio para predecir qué tan bien funcionarán los medicamentos en el paciente”, dijo el coautor principal, el Dr. Olivier Elemento , director de la Caryl and Israel Englander Institute for Precision Medicine , director asociado del HRH Prince Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Alsaud Institute for Computational Biomedicine y profesor de fisiología y biofísica en Weill Cornell Medicine.
Un GLICO se crea convenciendo a las células del paciente para que crezcan hasta convertirse en un modelo diminuto y muy simple del cerebro. Luego se inyecta con células madre de glioblastoma recolectadas del tumor del paciente.
El nuevo estudio fue diseñado para probar cómo el modelo GLICO apila hasta otros tres modelos que cultivan células tumorales de pacientes: en ratones, en colonias bidimensionales en una placa de Petri o en diminutos tumores independientes tridimensionales. En los experimentos, el equipo utilizó la secuenciación de ARN de una sola célula para determinar qué tan bien cada uno de los modelos recreaba los patrones de expresión génica observados en los tumores de cinco pacientes. El Dr. Fine había partido con la esperanza de que el modelo GLICO funcionaría tan bien como el patrón oro: el modelo del ratón.
“Nos sorprendimos y nos emocionamos cuando los resultados mostraron que los modelos GLICO en realidad se parecían más a los tumores de los pacientes que a los tumores desarrollados en ratones”, dijo. “Las células del cerebro humano son mejores para recrear lo que sucede en los tumores del paciente”.
Es probable que los resultados del estudio tengan implicaciones para algo más que el cáncer de cerebro. El Dr. Elemento, quien también dirige los esfuerzos conjuntos de medicina de precisión en Weill Cornell Medicine y NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, explicó que las interacciones entre las células tumorales y entre las células normales y las células tumorales probablemente sean importantes en muchos tipos de cáncer.
“Este trabajo nos está inspirando a usar un enfoque similar para cultivar cáncer de próstata en el laboratorio”, dijo. “Estamos tratando de recrear la complejidad de los tumores humanos utilizando este método de incrustar células cancerosas en células normales”.
Dres. Fine y Elemento ya han construido un sistema robótico que podría usar cientos de GLICO creados a partir de células tumorales de glioblastoma de un paciente para probar los efectos de potencialmente miles de medicamentos. Luego planean verificar que este enfoque ayude a emparejar al paciente con los tratamientos que serán más efectivos contra su cáncer, lo que el Dr. Fine llama “el siguiente nivel de medicina de precisión”.
El Dr. Olivier Elemento es cofundador y accionista de Volastra Therapeutics y OneThree Biotech. Ambas empresas se centran en tecnologías relacionadas con la medicina de precisión.
Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.