Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали уникальную методику, которая позволяет создавать точные модели опухолей из собственных клеток пациентов с саркомой. Это может помочь в разработке новых методов лечения и улучшении результатов лечения.
Методика, описанная в статье, использует собственные опухолевые клетки пациентов, которые повторяют характеристики опухоли. Это позволяет учёным быстро проверять большое количество лекарств, чтобы определить персонализированные методы лечения для каждого пациента.
Саркома — редкое и сложное заболевание, которое трудно лечить. Некоторые из более редких подтипов вообще не имеют стандартного лечения.
«Даже когда доступно несколько вариантов терапии, часто не существует надёжного метода, позволяющего определить лучший курс действий для отдельного пациента. Выбор наиболее эффективного лечения сродни поиску иголки в стоге сена», — говорит доктор Элис Сораньи (Alice Soragni), старший автор исследования и сотрудник кафедры ортопедической хирургии Медицинской школы Дэвида Геффена (David Geffen) в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
«Тестирование лекарств с опухолевыми органоидами, полученными от пациента, потенциально может помочь предсказать, как пациент может реагировать на лечение, с целью улучшения результатов лечения заболеваний, при которых варианты лечения часто ограничены».
Хотя саркомы, которые могут развиваться в костях или мягких тканях, таких как мышцы и жировая ткань, составляют менее 1% всех случаев рака, они несут высокий уровень смертности, особенно среди молодых людей. Редкость и разнообразие типов сарком делают их особенно трудными для изучения.
Чтобы определить, могут ли органоиды улучшить понимание того, как опухоль пациента может реагировать на определённые лекарства или их комбинации, команда собрала биобанк из 294 образцов от 126 пациентов Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе с диагнозом 25 различных подтипов саркомы костей и мягких тканей.
Хотя опухолевые органоиды широко используются для изучения карцином, это исследование является первым в своём роде, в котором развитие органоидов распространилось на саркому.
Команда успешно создала опухолевые органоиды из более чем 110 образцов и провела подробный гистопатологический и молекулярный анализ, чтобы подтвердить, что органоиды сохранили ключевые характеристики исходных опухолей. Затем эти органоиды были подвергнуты высокопроизводительному скринингу на наркотики с использованием мини-кольцевого конвейера, разработанного Сорагни и её командой. Это позволило протестировать сотни лекарств в 3D-формате за короткий промежуток времени.
Используя этот процесс, команде удалось выявить по крайней мере одно потенциально эффективное лечение, одобренное Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), для 59% протестированных образцов. Кроме того, они обнаружили, что реакции на лекарства, наблюдаемые в лаборатории, в небольшом количестве случаев соответствовали тому, как сами пациенты реагировали на лечение, что позволяет предположить, что эти органоиды могут быть мощным инструментом для принятия клинических решений.
«Мы показали, что можно быстро генерировать органоиды саркомы — в течение недели после операции или биопсии — и использовать их для скрининга большого количества лекарств, включая одобренные FDA методы лечения и другие методы лечения, которые в настоящее время проходят клинические испытания», — говорит Сораньи.
«Это даёт нам возможность определить, какие лекарства с наибольшей вероятностью подействуют на конкретного пациента, что имеет решающее значение для такого сложного заболевания, как саркома, где точная геномная медицина часто терпит неудачу», — добавляет автор исследования доктор Ноа Федерман (Noah Federman) из Детского онкологического центра Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Кроме того, исследование показало, что крупномасштабная программа функциональной точной медицины может быть реализована в рамках одного учреждения, предлагая оптимизированную и масштабируемую модель тестирования на основе органоидов.
«Органоиды предоставляют реальный способ подобрать пациентам наиболее перспективные методы лечения, и это может изменить правила игры для пациентов с саркомой», — говорит доктор Николас Бернталь (Nicholas Bernthal), председатель и исполнительный медицинский директор отделения ортопедической хирургии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Мы надеемся, что этот подход приведёт к улучшению и более персонализированному уходу за теми, кто в нём больше всего нуждается».
По результатам этого исследования команда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе подтвердит результаты в более крупном клиническом исследовании, целью которого является подтверждение эффективности органоидного подхода в прогнозировании ответа на лечение у пациентов с остеосаркомой, наиболее распространённым типом рака кости, который в основном поражает детей и молодых людей.
Литература:
Ahmad Al Shihabi et al, The landscape of drug sensitivity and resistance in sarcoma, Cell Stem Cell (2024). DOI: 10.1016/j.stem.2024.08.010