A tumorigênese é um processo complexo, de múltiplos estágios, caracterizado por alterações moleculares e morfológicas progressivas nas células 1,2. O carcinoma espinocelular de esôfago (CEC), uma neoplasia maligna prevalente com mau prognóstico 3,4, exemplifica essa progressão gradual através de quatro estágios distintos: mucosa normal, neoplasia intraepitelial de baixo grau (LGIN), neoplasia intraepitelial de alto grau (HGIN) e carcinoma invasivo5. Ao longo desses estágios, as células epiteliais exibem mudanças dinâmicas nos padrões de expressão molecular e na organização espacial, acompanhadas por alterações sistemáticas na morfologia do tecido à medida que avança de um estado normal para um maligno 6,7. Apesar dos avanços na compreensão da patogênese do CEC, a falta de modelos experimentais que recapitulem fielmente os aspectos espaciais e temporais da evolução do tumor - ao mesmo tempo em que permitem análises histológicas e moleculares sistemáticas - tem dificultado uma compreensão mecanicista mais profunda da progressão da doença e do desenvolvimento terapêutico.
Embora as linhagens de células cancerígenas imortalizadas 2D tenham feito contribuições significativas para a compreensão da oncogênese, elas são inerentemente limitadas na replicação da complexidade biológica e das características patológicas dos tumores nativos8. Os modelos animais, embora forneçam contexto in vivo, muitas vezes preveem mal as respostas humanas devido a diferenças específicas da espécie9. Em contraste, os organoides surgiram como uma plataforma pré-clínica transformadora que preserva fielmente a heterogeneidade celular, a arquitetura e a funcionalidade dos tecidos humanos 10,11,12,13. Como modelos pré-clínicos, os organoides capturam melhor as características dos tumores primários, permitindo a investigação detalhada dos principais eventos moleculares e alterações celulares durante a progressão do tumor14. Por exemplo, Chen et al. utilizaram organoides esofágicos derivados de pacientes de diferentes estágios de ESCC para elucidar as interações epitelial-fibroblastos, validando o eixo de sinalização ANXA1-FPR2 como um fator crítico da patogênese do ESCC6. Da mesma forma, Ko et al. empregaram organoides esofágicos geneticamente modificados para identificar os principais determinantes genéticos que impulsionam a iniciação do CEC e a evasão imunológica, demonstrando como os modelos organoides podem efetivamente recapitular as características da doença e revelar novos alvos terapêuticos15.
A presente metodologia resolve questões significativas na modelagem do câncer de esôfago, estabelecendo um protocolo reprodutível para gerar organoides ESCC de múltiplos estágios que espelham a progressão histológica do epitélio normal para o carcinoma invasivo. Este sistema integra condições de cultura otimizadas usando um meio condicionado por L-WRN para manter a estaminalidade epitelial, combinado com protocolos padronizados para processamento histológico e análise de imunofluorescência multiplex (mIF), fornecendo uma plataforma ideal para analisar longitudinalmente as mudanças espaciais e moleculares durante a tumorigênese. Em comparação com técnicas alternativas, como culturas 2D, essa plataforma organoide preserva exclusivamente a arquitetura do tecido, permitindo a visualização de marcadores moleculares espacialmente organizados, incluindo a proteína de checkpoint imunológico PD-L1 (CD274), que medeia a evasão imune do tumor inibindo as respostas das células T16 , 17 , 18, e o marcador de proliferação Ki-67. O protocolo permite a passagem de organoides de tecidos esofágicos normais e pré-cancerosos, ajudando os pesquisadores a construir um modelo organoide contínuo do tecido normal para o tumor19. Ao permitir uma análise detalhada das mudanças espaciais e moleculares durante a tumorigênese, este protocolo oferece aos pesquisadores uma ferramenta poderosa para entender os mecanismos subjacentes ao desenvolvimento e progressão do câncer, potencialmente levando a melhores estratégias terapêuticas.
Essa metodologia é particularmente adequada para pesquisadores que investigam carcinogênese epitelial, interações com microambientes tumorais ou respostas terapêuticas em CEC e neoplasias escamosas relacionadas. Seu design modular permite a adaptação para estudar outros marcadores moleculares ou vias de sinalização, desde que sejam incorporadas etapas de validação apropriadas. Ao oferecer uma plataforma padronizada e flexível, este protocolo visa avançar a pesquisa pré-clínica em biologia tumoral e acelerar a tradução de insights mecanicistas em terapias direcionadas.