Modelo de organoide tumoral vesical: un método para el trasplante ortotópico de organoides vesicales en vejiga murina receptora
JoVE Encyclopedia of Experiments
Investigación sobre el cáncer
0 vistas • 4:15 min • April 30th, 2023
Los organoides tumorales derivados del paciente son tumores en miniatura que se desarrollan a partir del órgano original. En el trasplante a un modelo animal, estos organoides conservan la mayoría de las características fenotípicas y genéticas del tumor original, lo que permite una terapia personalizada contra el cáncer. Por ejemplo, los organoides del cáncer de vejiga se tiñen positivamente para muchos marcadores celulares como su tumor parental correspondiente.
Para desarrollar un modelo de organoide tumoral, comience con un cultivo de organoides tumorales de vejiga. Agregue la suspensión de la enzima colagenasa al cultivo de organoides e incube. La colagenasa descompone los componentes de la matriz. Ahora, agregue un medio de cultivo precalentado para liberar los organoides libres en suspensión. Centrifugar a baja temperatura para neutralizar cualquier actividad residual de colagenasa y obtener el pellet organoide.
Deseche el sobrenadante que contiene enzimas neutralizadas y componentes de matriz degradados y vuelva a suspender el gránulo en medios nuevos. Transfiera la suspensión de organoides a un medio de crecimiento que contenga la matriz de la membrana basal. Posteriormente, extraiga el organoide y la suspensión del medio en una jeringa e inyéctelo en la pared anterior de una vejiga de ratón desnuda anestesiada y expuesta quirúrgicamente.
La compleja red de matriz de membrana basal ayuda a atrapar los organoides y facilita su integración con la pared de la vejiga. La pared de la vejiga imita el microambiente tumoral parental, lo que permite que los organoides se conviertan en un tumor que refleja la morfología y patogénesis del cáncer original.
Para preparar los organoides tumorales de vejiga para el trasplante ortotópico, agregue 500 microlitros de colagenasa/dispasa al medio organoide en una placa de 24 pocillos. Pipetear la matriz de la membrana basal y el medio hacia arriba y hacia abajo. Luego, incube la placa durante 20 minutos a 37 grados centígrados.
Después de la incubación, recoja las células en un tubo de 15 mililitros y agregue 5 mililitros de DMEM precalentado. Luego, centrifugar el tubo a 400 x g durante 3 minutos a 4 grados centígrados y aspirar el sobrenadante. Vuelva a suspender el gránulo con 1 mililitro de DMEM y transfiera la solución a una placa de Petri de 90 milímetros.
Bajo un microscopio, recoja de 10 a 100 organoides tumorales con una pipeta P200 y recójalos en un microtubo sobre hielo. Centrifugar el microtubo y retirar con cuidado el sobrenadante. Luego, mantenga el gránulo en hielo hasta que los ratones estén listos para la cirugía. Antes del trasplante de la pared de la vejiga submucosa, mantenga las jeringas, las puntas de las pipetas y la matriz de la membrana basal en hielo hasta que estén listas para usar.
Después de anestesiar al ratón, colóquelo en posición supina y mantenga la anestesia mediante la inhalación de una máscara de isoflurano vaporizado al 2%. Aplique povidona yodada con una gasa estéril y límpiela con etanol al 70%. Realice una pequeña incisión transversal en la piel y la pared muscular de la línea media inferior del abdomen con unas tijeras quirúrgicas estériles. Exponga la vejiga de la cavidad abdominal y apóyela con un hisopo de algodón empapado en solución salina.
Vuelva a suspender los gránulos de organoides en 80 microlitros de medio organoide que contenga un 50% de matriz de membrana basal de alta concentración e inyecte la suspensión en la cara anterior de la cúpula de la vejiga con la jeringa de insulina. Cierre la incisión con una sutura de nailon 4-0 y desinfecte el sitio quirúrgico con povidona yodada y etanol al 70%. Deje que el mouse se recupere bajo un irradiador infrarrojo durante 10 a 15 minutos. Luego, monitoree el mouse nuevamente hasta que recupere la conciencia.
Descripción general
Este artículo analiza el desarrollo de organoides tumorales derivados de pacientes, que son tumores en miniatura que conservan las características del tumor original. Estos organoides se utilizan para la terapia personalizada del cáncer, particularmente en el cáncer de vejiga.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Oncología
- Medicina Translacional
Antecedentes
- Los organoides tumorales derivados de pacientes se crean a partir del tumor original.
- Mantienen las características fenotípicas y genéticas del tumor inicial.
- Estos organoides facilitan estrategias de tratamiento personalizadas para el cáncer.
- Se destaca especialmente a los organoides de cáncer de vejiga por sus similitudes en marcadores celulares.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un modelo confiable para el estudio del cáncer de vejiga.
- Permitir la integración de organoides en modelos animales para la investigación.
- Mejorar los enfoques de tratamiento personalizado mediante la tecnología de organoides.
Métodos Utilizados
- Cultivo de organoides tumorales de vejiga con tratamiento enzimático con colagenasa.
- Inyección de la suspensión de organoides en la vejiga de ratones anestesiados.
- Uso de matriz de membrana basal para facilitar la integración de los organoides.
- Técnicas quirúrgicas para el trasplante ortotópico en la pared de la vejiga.
Resultados principales
- Retención exitosa de las características tumorales en organoides tras el trasplante.
- Integración de organoides en la pared de la vejiga que imita el microambiente tumoral parental.
- Se demostró el potencial para la terapia oncológica personalizada mediante modelos de organoides.
- Se estableció la metodología para investigaciones futuras en cáncer de vejiga.
Conclusiones
- Los organoides derivados de pacientes son efectivos para estudiar el cáncer de vejiga.
- Proporcionan una plataforma para estrategias de tratamiento personalizadas.
- La metodología puede adaptarse para otros tipos de cáncer.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El trasplante ortotópico de organoides de tumores de vejiga permite modelar de manera fisiológicamente relevante las interacciones entre el tumor y el estroma in vivo. Este enfoque facilita la reducción mecanicista de riesgos en terapéuticas para el cáncer de vejiga al preservar la arquitectura tumoral nativa y las señales del microentorno. Proporciona un sistema preclínico predictivo para evaluar la respuesta a fármacos y la progresión tumoral en un contexto clínicamente trasladable.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biofármacos
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la validación funcional de dianas en el cáncer de vejiga dentro de un microentorno tisular intacto.
- Valor operativo: Mantiene la heterogeneidad tumoral y las interacciones estromales que se pierden en cultivos en monocapa.
- Valor estratégico: Mejora la confianza en las dianas al vincular perturbaciones moleculares con resultados fenotípicos in situ.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Valor científico: Permite la evaluación de la relación dosis-respuesta de compuestos en una arquitectura tridimensional que imita la penetración de fármacos in vivo.
- Valor operativo: Genera puntos finales cuantificables, como el injerto tumoral y la cinética de crecimiento.
- Valor estratégico: Mejora la confianza predictiva en la identificación de fármacos líderes al reducir los falsos positivos provenientes de sistemas de cultivo artificiales.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Modela los patrones de crecimiento e invasión ortotópicos relevantes para la patogénesis del cáncer de vejiga humano.
- Valor operativo: Facilita el monitoreo longitudinal del desarrollo tumoral mediante imágenes o lecturas de biomarcadores.
- Valor estratégico: Orienta las decisiones de avance o interrupción al demostrar la modulación del blanco en un sitio anatómico clínicamente relevante.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El método conecta el descubrimiento inicial y la validación preclínica al proporcionar un modelo ortotópico reproducible para la evaluación de dianas en el cáncer de vejiga.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis sobre las interacciones entre tumor y estroma y las vías de señalización dependientes del microambiente.
- Cribado: Permite el cribado de compuestos en un contexto de matriz extracelular conservada que afecta la accesibilidad y eficacia de los fármacos.
- Análisis: Proporciona resultados cuantitativos, incluyendo la eficiencia de injerto de organoides y el volumen tumoral a lo largo del tiempo.
- Investigación Traducional: Se alinea con estudios de biomarcadores al mantener las firmas moleculares originales del tumor tras el trasplante.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma estandarizada para la validación iterativa de dianas en subtipos de cáncer de vejiga.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Reduce la ambigüedad mecanicista al preservar la arquitectura nativa del tumor y la composición estromal.
- Valor operativo: Asegura la reproducibilidad mediante protocolos estandarizados de disociación enzimática y encapsulación en matriz.
- Valor estratégico: Disminuye el riesgo en la selección de objetivos al demostrar la respuesta fenotípica en un entorno ortotópico.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de terapéuticos para el cáncer de vejiga basada en datos de eficacia similares a los in vivo.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en cultivo de organoides, microcirugía y manejo de anestesia en modelos murinos.
- Depende del acceso a matriz de membrana basal (por ejemplo, Matrigel) y colagenasa/dispasa para la preparación de organoides.
- Necesita técnica quirúrgica aséptica y monitoreo postoperatorio para el éxito del injerto.
- Limitado por la viabilidad de los organoides durante la preparación y la inyección, lo que requiere manejo en cadena fría hasta el trasplante.
- La escalabilidad está restringida por la capacidad quirúrgica de los modelos murinos y los tiempos de recuperación postoperatoria.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
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Última actualización: 29 agosto 2026