Espianti tumorali derivati dal paziente come piattaforma preclinica "live" per prevedere la resistenza ai farmaci nei pazienti

Giuditta Viticchié; Ian Powley; Constantinos Demetriou; James Cooper; Michael Butterworth; Meeta Patel; Naila Abid; Gareth Miles; Lynne Howells; Howard Pringle; Marion MacFarlane; Catrin Pritchard

doi:10.3791/62130

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Articolo metodologico

Espianti tumorali derivati dal paziente come piattaforma preclinica "live" per prevedere la resistenza ai farmaci nei pazienti

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DOI:

10.3791/62130

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7 febbraio 2021

Giuditta Viticchié¹ , Ian Powley¹ , Constantinos Demetriou¹ , James Cooper¹ , Michael Butterworth¹ , Meeta Patel¹ , Naila Abid¹ , Gareth Miles¹ , Lynne Howells¹ , Howard Pringle¹ , Marion MacFarlane² , Catrin Pritchard¹

¹Leicester Cancer Research Center, University of Leicester, ²MRC Toxicology Unit

In questo articolo

Sommario

Questo documento descrive i metodi per la generazione, il trattamento farmacologico e l'analisi di espianti derivati dal paziente per valutare le risposte ai farmaci tumorali in un sistema modello preclinico vivo, rilevante per il paziente.

Abstract

La comprensione della resistenza ai farmaci e lo sviluppo di nuove strategie per sensibilizzare i tumori altamente resistenti si basano sulla disponibilità di modelli preclinici adatti in grado di prevedere con precisione le risposte dei pazienti. Uno degli svantaggi dei modelli preclinici esistenti è l'incapacità di preservare contestualmente il microambiente tumorale umano (TME) e rappresentare accuratamente l'eterogeneità intratumorale, limitando così la traduzione clinica dei dati. Al contrario, rappresentando la coltura di frammenti vivi di tumori umani, la piattaforma di espianto derivato dal paziente (PDE) consente di esaminare le risposte ai farmaci in un contesto tridimensionale (3D) che rispecchia il più possibile le caratteristiche patologiche e architettoniche dei tumori originali. Precedenti rapporti con PDE hanno documentato la capacità della piattaforma di distinguere i tumori chemiosensibili da quelli chemioresistenti, ed è stato dimostrato che questa segregazione è predittiva delle risposte dei pazienti alle stesse chemioterapie. Allo stesso tempo, le PDE consentono l'opportunità di interrogare le caratteristiche molecolari, genetiche e istologiche dei tumori che predicono le risposte ai farmaci, identificando così i biomarcatori per la stratificazione del paziente e nuovi approcci interventistici per sensibilizzare i tumori resistenti. Questo documento riporta in dettaglio la metodologia PDE, dalla raccolta di campioni di pazienti fino all'analisi degli endpoint. Fornisce una descrizione dettagliata della derivazione dell'espianto e dei metodi di coltura, evidenziando le condizioni su misura per particolari tumori, se del caso. Per l'analisi degli endpoint, ci si concentra sull'immunofluorescenza multiplexata e sull'imaging multispettrale per la profilazione spaziale di biomarcatori chiave all'interno di entrambe le regioni tumorali e stromali. Combinando questi metodi, è possibile generare dati quantitativi e qualitativi sulla risposta ai farmaci che possono essere correlati a vari parametri clinicopatologici e quindi potenzialmente utilizzati per l'identificazione dei biomarcatori.

Introduzione

Lo sviluppo di agenti antitumorali efficaci e sicuri richiede modelli preclinici appropriati che possano anche fornire informazioni sui meccanismi d'azione che possono facilitare l'identificazione di biomarcatori predittivi e farmacodinamici. L'eterogeneitàinter- e intratumorale^1,^2,^3,^{4, 5} e la TME^6,^7,^8,^9,^{10, 11,}¹²