Платформа органоидов опухоли, ориентированная на конкретного пациента, разработанная исследователями Института регенеративной медицины Уэйк Форест (WFIRM) и их коллегами из онкологического центра, когда-нибудь сможет избавить от игры в угадывание иммунотерапевтических методов лечения. Есть надежда, что однажды эти опухолевые органоиды будут использоваться для персонализации лечения пациентов, чтобы сосредоточиться на тех, которые лучше всего помогут им бороться с собственным раком.
"Препараты для иммунотерапии недешевы, и нередко стоимость терапии измеряется миллионами долларов на пациента," сказал старший автор Алекс Скардал, Ph.D., который был доцентом в WFIRM во время исследования. "Эта биоинженерная модель опухоли, ориентированная на пациента, открывает двери для более быстрого скрининга лекарств, чтобы как можно скорее получить наилучшую терапию для пациентов и рационализировать использование иммунотерапевтических препаратов для пациентов, которые покажут клинический ответ."
Работа подробно описана в статье, недавно опубликованной в журнале Annals of Surgical Oncology.
Для этого исследования исследователи смогли объединить клетки меланомы и лейкоциты из периферической крови и лимфатических узлов пациентов и создать специфичные для пациента, иммуноактивные органоиды опухоли, чтобы проверить их реакцию на лечение иммунотерапией. Для многих видов рака иммунный ответ возможен только после соответствующего воздействия на специфические иммунные клетки, Т-клетки, опухолевые антигены. Однако опухолевые клетки развивают механизмы, позволяющие уклоняться от иммунной системы и оставаться незамеченными. Иммунотерапия позволяет этим Т-клеткам повторно обнаруживать опухолевые клетки и в конечном итоге убивать их.
"Эти конструкции потенциально позволят нам прогнозировать эффективность иммунотерапии и генерировать адаптивный иммунитет на уровне отдельного пациента," сказал ведущий автор Константинос Вотанопулос, MD, Ph.D., адъюнкт-профессор хирургической онкологии в Онкологическом центре Уэйк-Форест (WFCCC) и содиректор Центра исследования органоидов Уэйк-Форест (WFORCE). "Наша команда ранее совместно культивировала лимфатические узлы и опухоль от одного и того же пациента для целей скрининга, но это первый раз, когда мы использовали эту платформу для обучения иммунной системы пациента, чтобы напрямую распознавать и уничтожать свою собственную опухоль без использования наркотики. Создание такой клинически релевантной модели может произвести революцию в нашем подходе как к исследованиям рака, так и к лечению рака."
Органоиды – это крошечные трехмерные тканеподобные структуры, созданные в лаборатории, которые имитируют функции человеческих тканей и органов, таких как сердце, печень, легкие, кровеносные сосуды, а также рак. Органоиды используются в качестве платформы для тестирования и прогнозирования для моделирования заболеваний, оценки эффективности и / или токсичности новых и существующих лекарств, а также могут использоваться для тестирования опасностей для окружающей среды.
Для создания платформ опухолевые клетки и биопробы лимфатических узлов были получены хирургическим путем у восьми пациентов с меланомой III и IV стадии и совместно культивированы для создания органоидов. Из полученных биологических образцов в каждом случае было создано от 75 до 100 органоидов, которые, как правило, были разделены на равное количество органоидов опухоли пациента и органоидов опухоли пациента с усиленным иммунитетом. Тестирование иммунотерапии было начато на 7-й день, и органоиды инкубировали в этих условиях в течение 72 часов. Это позволило исследователям продемонстрировать, что лечение иммунотерапией было эффективным в уничтожении опухоли только в органоидах опухоли пациента с усиленным иммунитетом, где органоиды без иммунных клеток не испытали гибели опухоли.
«Техника выращивания органоидов быстро улучшилась с начала 2010-х годов, и WFIRM находится в авангарде этой технологии», – сказал Шей Сокер, доктор философии.D., профессор регенеративной медицины, возглавляющий ядро биопроизводства органоидов в WFIRM.
"Ученые WFIRM успешно создали органоиды, реплицирующие большинство основных органов тела, таких как печень, сердце, мозг и легкие, для проверки лекарств и модельных заболеваний, что может устранить необходимость тестирования на животных," Сокер сказал. "Этот метод создает 100% экспериментальную платформу на людях, которая воссоздает взаимодействие между хозяином, опухолью и иммунной системой в течение 24 часов после получения образца ткани. Это позволяет нам отслеживать развитие болезни у пациента и потенциально корректировать лечение в зависимости от того, как рак меняется с течением времени."
WFIRM в партнерстве с Комплексным онкологическим центром основал Центр исследования органоидов в Уэйк-Форест (WFORCE), совместное усилие, объединяющее исследователей и клиницистов, таких как Сокер и Вотанопулос, которые совместно руководят этими усилиями и работают бок о бок, чтобы использовать использование тканевых органоидных технологий на благо пациентов.
Платформы органоидов – это революционная технология, которая потенциально может спасти жизни, а также сэкономить миллиарды долларов денег налогоплательщиков и повлиять на разработку политики. В 2017 году стоимость медицинского обслуживания в США достигла 3 долларов.5 триллионов и прогнозируется Центрами медицинской помощи & К 2027 году объем услуг Medicaid достигнет 6 триллионов долларов. Часть этих затрат направляется на лечение побочных эффектов от лекарств, которые довольно часто не имеют значимого действия для пациента.