Desarrollo de organoides en el cáncer ginecológico: nuevos modelos para una medicina personalizada

Abstract

Introducción: Los tumores endometriales constituyen la neoplasia ginecológica más frecuente en mujeres occidentales, mientras que el cáncer ovárico es la de mayor tasa de mortalidad. El desarrollo de nuevos modelos preclínicos tridimensionales (organoides) que reproduzcan las características específicas del tumor permite llevar a cabo estudios de caracterización molecular y screening farmacológico, lo que podría orientar la selección de tratamientos y el pronóstico de las pacientes, de especial importancia en casos de alto riesgo, recidiva o progresión de la enfermedad a varias líneas de tratamiento. El principal objetivo de este trabajo es presentar un procedimiento del desarrollo de organoides a partir de muestras mínimamente invasivas de pacientes de cáncer de endometrio y ovario. Materiales y métodos: Se obtuvieron muestras de pacientes de cáncer endometrial (n=6) y cáncer ovárico (n=1). Se desarrolló un método de procesamiento para obtener una suspensión de célula única epitelial. Se compararon cualitativamente distintos protocolos descritos en la literatura, tanto a nivel de eficiencia de generación y rendimiento de los cultivos (BME droplet y BME bilayer organoid culture), como de mantenimiento (químico, mecánico y enzimático). Se llevó a cabo una caracterización preliminar de los organoides de tumor ovárico mediante inmunofluorescencia. Resultados: El método desarrollado permitió obtener una suspensión de células tumorales con una viabilidad >75% en todas las muestras. Se identificaron diferentes patrones morfológicos en las estructuras generadas. El método de cultivo BME droplets y el mecánico resultaron ser los más eficientes. La caracterización de los organoides de ovario demostró la expresión de PAX8, vimentina y citoqueratinas. Conclusiones: La tasa de éxito en la generación de organoides y el rendimiento sufrieron gran variabilidad, no pudiendo ser esta atribuida a las diferencias de viabilidad de la suspensión celular de partida. Se destaca la necesidad de estandarizar protocolos y desarrollar estudios que avalen su implementación en la clínica

Introdución: Os tumores endometriais constitúen a neoplasia xinecolóxica máis frecuente nas mulleres occidentais, namentres que o cancro ovárico é a de maior taxa de mortalidade. O desenvolvemento de novos modelos preclínicos tridimensionais (organoides) que reproduzan as características específicas do tumor permite levar a cabo estudos de caracterización molecular e cribado farmacolóxico, o que podería orientar a selección de tratamentos e o pronóstico das pacientes, de especial importancia nos casos de alto risco, recidiva ou progresión da enfermidade a varias liñas de tratamento. O principal obxectivo deste traballo é presentar un procedemento da xeración de organoides a partir de mostras minimamente invasivas de pacientes de cancro de endometrio e ovario. Materiais e métodos: Obtivéronse mostras de pacientes de cancro endometrial (n=6) e cancro ovárico (n=1). Desenvolveuse un método de procesamento para obter unha suspensión de célula única epitelial. Comparáronse cualitativamente distintos protocolos descritos na literatura, tanto a nivel de eficiencia de xeración e rendemento dos cultivos (BME droplet e BME bilayer organoid culture), como de mantemento dos mesmos (químico, mecánico e encimático). Levouse a cabo unha caracterización preliminar dos organoides de tumor ovárico mediante inmunofluorescencia. Resultados: O método desenvolvido permitiu obter unha suspensión de células tumorais cunha viabilidade >75% en todas as mostras. Identificáronse diferentes patróns morfolóxicos nas estruturas xeradas. O método de cultivo de BME droplets e o mecánico resultaron ser os de maior eficiencia. A caracterización dos organoides de ovario demostrou a expresión de PAX8, vimentina e citoqueratinas. Conclusións: A taxa de éxito na xeración de organoides e no rendemento do cultivo sufriu unha grande variabilidade, non podendo ser atribuida ás diferenzas de viabilidade da suspensión celular de partida. Destácase a necesidade de estandarizar protocolos e desenvolver estudos que avalen a súa implementación na clínica

Background: Endometrial tumors constitute the most frequent gynecological neoplasia in occidental women, whereas ovarian cancer is the one with the highest mortality rate. New 3D preclinical models (organoids) development that recapitulate specific characteristics of the original tumor allows to drive molecular characterization tests and drug screening, which could lead treatment selection and patient’s prognosis, especially important in high-risk cases, relapse or illness progression to several lines of therapy. The main objective of this project is to show a development organoid procedure from minimally invasive samples of endometrial and ovarian cancer patients. Methods: Endometrial cancer (n=6) and ovarian cancer (n=1) samples were obtained. A method for processing samples to achieve an epithelial single-cell suspension was developed. Several protocols described in literature were qualitatively compared, in terms of efficiency of the generation of structures comparing two techniques (BME droplet and BME bilayer organoid culture), and in terms of culture maintenance (chemical, mechanic and enzymatic). A preliminary characterization of ovarian organoids was conducted by immunofluorescence. Results: The developed method allowed to obtain a tumoral single-cell suspension with a viability >75% in all the samples. Different morphological patterns in the generated structures were observed. BME droplets culture and mechanic method showed to be the most efficient ones. Ovarian organoid characterization revealed PAX8, vimentin and cytokeratins expression. Conclusions: The success rate of organoids generation suffered high variability, which could not be attributed to differences in the suspension cell viability. It is highlighted the need of standardized protocols and studies to support clinical implementation