Νέα μέθοδος για την εξατομικευμένη θεραπεία των όγκων του εγκεφάλου

Επιστήμονες από το Γερμανικό Κέντρο Ερευνών για τον Καρκίνο (DKFZ) και το τεχνικό Πανεπιστήμιο της Σαγκάης ανέπτυξαν μια καινοτόμο μέθοδο για την προσομοίωση όγκων του εγκεφάλου σε μεμονωμένους ασθενείς με ιδιαίτερα φυσικό τρόπο στο εργαστήριο.

Οι δοκιμές φαρμάκων σε αυτό το μοντέλο αντιστοιχούσαν πολύ καλά με τις πραγματικές αντιδράσεις των ασθενών, καθιστώντας το μια πολύτιμη μέθοδο για τη διερεύνηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία.

Τα οργανοειδή όγκων, δηλαδή οι μίνι - όγκοι που αναπτύσσονται από χειρουργικό υλικό σε τρυβλίο καλλιέργειας, χρησιμοποιούνται πλέον με ποικίλους τρόπους στην έρευνα για τον καρκίνο.

Πολλές ερευνητικές ομάδες έχουν ήδη αναπτύξει προσεγγίσεις για την καλλιέργεια όγκων του εγκεφάλου στο εργαστήριο, ιδίως για τα πολύ επιθετικά γλοιοβλαστώματα.

Ωστόσο, η πολυπλοκότητα των όγκων αποτελεί μεγάλη πρόκληση για την έρευνα αυτή. Με πολλές από τις υπάρχουσες μεθόδους, οι μίνι - όγκοι χάνουν γρήγορα σημαντικές ιδιότητες ή οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των καρκινικών κυττάρων και του περιβάλλοντός τους δεν μπορούν να αναπαρασταθούν επαρκώς.

Το νέο μοντέλο που ανέπτυξε ο Haikun Liu, βασίζεται σε εγκεφαλικά οργανοειδή - ένα είδος "μίνι-εγκεφάλων" που αναπτύσσονται από επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα.

Οι ερευνητές καλλιεργούν δείγματα όγκων που έχουν αφαιρεθεί πρόσφατα σε αυτά τα οργανοειδή, τα οποία έχουν συνθήκες που μοιάζουν με του εγκεφάλου.

Με τον τρόπο αυτό, δημιουργείται μια εικόνα του όγκου που μιμείται με ακρίβεια την ποικιλομορφία των κυτταρικών τύπων, το πολύπλοκο περιβάλλον του όγκου και τις μοριακές ιδιότητες του αρχικού όγκου.

Η νέα μέθοδος, που ονομάζεται "IPTO" (Individualised Patient Tumour Organoid), δοκιμάστηκε με υλικό ασθενών από κλινικές της Χαϊδελβέργης και του Μανχάιμ και επικυρώθηκε σε μεγάλο αριθμό ασθενών με όγκο εγκεφάλου από τη Σαγκάη σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Σαγκάης.

"Με τα IPTOs, μπορούμε όχι μόνο να αποκτήσουμε για πρώτη φορά τη δομή και την ετερογένεια των όγκων, αλλά και να προβλέψουμε την ανταπόκρισή τους στις διάφορες θεραπείες", εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης Haikun Liu.

Το ιδιαίτερο στοιχείο σε αυτή τη μέθοδο, είναι ότι μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ευρύ φάσμα όγκων του κεντρικού νευρικού συστήματος - από επιθετικούς όγκους του εγκεφάλου, όπως τα γλοιοβλαστώματα, έως εγκεφαλικές μεταστάσεις, οι οποίες εμφανίζονται σε περίπου 20% όλων των ασθενών με καρκίνο.

Στην τρέχουσα μελέτη, η ομάδα καλλιέργησε IPTOs από 48 τύπους όγκων, συμπεριλαμβανομένων διαφόρων παιδικών όγκων του εγκεφάλου, διαφορετικών μορφών γλοιοβλαστώματος και εγκεφαλικών μεταστάσεων από καρκίνο του μαστού, του πνεύμονα ή του παχέος εντέρου.

"Θεωρούμε ότι η επικοινωνία μεταξύ νευρώνων και καρκινικών κυττάρων στο μοντέλο IPTO ευνοεί την ανάπτυξη όγκων του κεντρικού νευρικού συστήματος, γεγονός που αντανακλά τις τελευταίες εξελίξεις στη νευροεπιστήμη του καρκίνου», εξηγεί ο Liu.

Οι ερευνητές εντυπωσιάστηκαν ιδιαίτερα από την καταλληλότητα του μοντέλου IPTO για δοκιμές αποτελεσματικότητας χημειοθεραπειών ή άλλων καρκινικών φαρμάκων σε μεμονωμένους όγκους.

Σε μια προοπτική μελέτη 35 ασθενών με γλοιοβλάστωμα, κατάφεραν να προβλέψουν με ακρίβεια την ανταπόκριση στο σημαντικό φάρμακο τεμοζολομίδη χρησιμοποιώντας τα IPTOs.

Σε πειράματα με IPTOs που αναπτύχθηκαν από εγκεφαλικές μεταστάσεις, οι μίνι - όγκοι στο τρυβλίο καλλιέργειας αντανακλούσαν επίσης με ακρίβεια τα αποτελέσματα της θεραπείας με στοχευμένα φάρμακα - ένα αποφασιστικό βήμα προς την εξατομικευμένη ιατρική.

Δεδομένου ότι η ποσότητα των ανοσοποιητικών κυττάρων ταιριάζει επίσης μεταξύ των IPTOs και των μητρικών τους όγκων, η ομάδα του Liu δοκιμάζει ήδη αν οι μίνι - όγκοι είναι κατάλληλοι για την πρόβλεψη της αποτελεσματικότητας των ανοσοθεραπειών.

"Είμαστε ικανοποιημένοι που γιατροί από διάφορες χώρες μας έχουν ήδη προσεγγίσει για να συζητήσουν πώς το μοντέλο IPTO μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βρουν τις καλύτερες θεραπευτικές επιλογές για τους ασθενείς τους πιο γρήγορα και αξιόπιστα", λέει ο Haikun Liu.

Ο ειδικός σε θέματα βλαστοκυττάρων ίδρυσε πρόσφατα μαζί με συναδέλφους του ένα spin-off του Ερευνητικού Ινστιτούτου για την περαιτέρω αξιολόγηση των δυνατοτήτων των IPTO για τη δοκιμή φαρμάκων.

Τα υψηλής ποιότητας μοριακά δεδομένα από τη θεραπεία με φάρμακα θα συλλέγονται επίσης και θα χρησιμοποιούνται για την εκπαίδευση προηγμένων μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης που μπορούν να βοηθήσουν στην εύρεση της καλύτερης θεραπείας για τους ασθενείς με όγκους στον εγκέφαλο.

Ωστόσο, η μέθοδος πρέπει ακόμη να αξιολογηθεί περαιτέρω προτού χρησιμοποιηθεί στη φροντίδα των ασθενών.

Πηγές:
Γερμανικό Κέντρο Ερευνών για τον Καρκίνο (DKFZ)