A terapia com células do receptor de antígeno quimérico T (CAR-T) demonstrou notável sucesso clínico no tratamento de malignidadeshematológicas 1. No entanto, sua aplicação em tumores sólidos permanece limitada devido a vários obstáculos principais, incluindo heterogeneidade tumoral e perda de antígenos, barreiras físicas e químicas dentro da massa tumoral, e o microambiente tumoralimunossupressor 2,3. Esses desafios contribuem para a eficácia limitada da terapia com células CAR-T em ambientes de tumores sólidos.
A avaliação in vitro da eficácia das células CAR-T é um passo crítico durante o desenvolvimento pré-clínico. Os modelos mais comumente usados são as linhagens celulares tumorais, que podem expressar antígenos específicos associados ao tumor ou ser modificadas para transportar genes repórteres como a luciferase 4,5. Consequentemente, os resultados de ensaios convencionais baseados em linhas celulares frequentemente não preveem os resultados clínicos. Modelos tumorais derivados do paciente oferecem uma alternativa promissora para avaliar a função do CAR-T com maior precisão no contexto de tumores sólidos.
Embora vários estudos tenham começado a utilizar PDTOs para avaliação de células CAR-T, permanecem desafios para estabelecer protocolos padronizados, robustos e acessíveis de co-cultura que equilibrem efetivamente a preservação da arquitetura tumoral 3D com a interação eficiente entre células imunocelulares. Organoides tumorais derivados do paciente (PDTOs) são modelos tridimensionais (3D) de doença ex vivo gerados a partir de tecidos tumorais ou células do paciente. As PDTOs foram estabelecidas com sucesso para uma ampla variedade de tipos de tumores, incluindo câncer colorretal, de mama, pâncreas e pulmão. Essas estruturas mantêm a arquitetura histológica, os perfis moleculares e a heterogeneidade funcional do tumororiginal 6. Junto com células tumorais primárias e xenoenxertos derivados do paciente (PDX), os PDTOs representam uma plataforma valiosa para modelar características específicas da doençado paciente 7. Comparadas às linhas celulares tumorais convencionais ou culturas primárias, as PDTOs recapitulam mais de perto o ambiente tumoral in vivo, exibindo composições celulares complexas e organizaçãoestrutural 8. Eles também mantêm a estabilidade genômica e preservam padrões de expressão gênica em passagens estendidas, permitindo uma avaliação mais precisa das respostas terapêuticas 9,10. As PDTOs têm sido empregadas com sucesso em estudos de biologia tumoral, triagem de medicamentos e medicina de precisão, sendo cada vez mais reconhecidas por sua utilidade em testes de imunoterapia, incluindo identificação de novos alvos de CAR, otimização de design de CAR e avaliação decitotoxicidade 6,11,12,13 . Uma limitação comum da cultura de organoides é sua dependência de componentes da matriz extracelular (ECM) como o Matrigel (doravante chamado de matriz de membrana basal [BMM]) para a manutenção da estrutura 3D, que pode dificultar a infiltração de células imunes em ensaios de cocultura. Para garantir consistência e interação celular ideal na co-cultura, organoides dentro de uma faixa de tamanho definida (por exemplo, 100-200 μm de diâmetro) são tipicamente selecionados.
Este protocolo descreve uma plataforma de co-cultura para avaliar a citotoxicidade das células CAR-T utilizando PDTOs derivados do câncer colorretal. Amostras tumorais dos pacientes são dissociadas enzimaticamente e cultivadas em BMM para gerar organoides 3D. Uma vez maduros e expandidos, organoides de tamanho uniforme são isolados e marcados fluorescentemente. Eles são semeados em placas multipoço e co-cultivados com células CAR-T em diferentes proporções efetor-alvo (E:T). Uma característica fundamental dessa abordagem é a remoção deliberada de PDTOs do BMB antes da co-cultura, permitindo o acesso direto e sem impedimentos das células CAR-T aos organoides tumorais, mantendo sua integridade 3D em suspensão. Após 24 horas, a microscopia de campo claro revela desintegração progressiva da PDTO, caracterizada por morfologia 3D perturbada, encolhimento das células tumorais e perda de viabilidade. Imagens de células vivas e microscopia de fluorescência visualizam ainda mais as interações entre células CAR-T marcadas fluorescente e alvos tumorais. Ensaios quantitativos de morte celular são usados para avaliar a citotoxicidade. Essa cocultura imunológica baseada em organoides oferece uma plataforma robusta e específica para cada paciente para avaliar a eficácia antitumoral das células CAR-T ex vivo, possibilitando otimização terapêutica e apoiando a tradução clínica.