Biobanca di organoidi tumorali

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 1819 (2023) Citare questo articolo

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Gli organoidi sono un nuovo tipo di modello 3D per la ricerca sui tumori, che compensa le carenze delle linee cellulari e dei modelli di xenotrapianto e promuove lo sviluppo della medicina di precisione personalizzata. La coltura a lungo termine, l'espansione e lo stoccaggio degli organoidi forniscono le condizioni necessarie per la creazione di biobanche. Le biobanche standardizzano la raccolta e la conservazione di campioni normali o patologici, nonché delle relative informazioni cliniche. La biobanca degli organoidi tumorali dispone di un buon sistema di controllo della qualità, che favorisce la trasformazione clinica e l'applicazione su larga scala degli organoidi tumorali, come la modellazione delle malattie, lo sviluppo di nuovi farmaci e lo screening dei farmaci ad alto rendimento. Questo articolo riassume i tipi di tumore più comuni delle biobanche di organoidi derivati ​​dal paziente (PDO) e le informazioni necessarie per la costruzione della biobanca, come il numero di organoidi, la morfologia, il tasso di successo della coltura e della rianimazione, i tipi patologici. Nei nostri risultati, abbiamo scoperto che le biobanche di organoidi tumorali derivati ​​​​dai pazienti (PDTO) venivano istituite sempre di più, con i Paesi Bassi, gli Stati Uniti e la Cina che ne creavano il maggior numero. Sono state istituite più biobanche di tumori del colon-retto, del pancreas, della mammella, del glioma e della vescica, il che riflette la relativa maturità delle tecniche di coltura per questi tumori. Inoltre, abbiamo fornito approfondimenti sulle precauzioni e sulla futura direzione di sviluppo della costruzione della biobanca PDTO.

Il tumore è una malattia eterogenea1,2,3,4,5 che minaccia gravemente la vita e la salute umana. Negli ultimi anni sono stati compiuti progressi sostanziali nella terapia immunologica e mirata per i tumori maligni. L’ostacolo principale allo sviluppo di nuovi farmaci è la traduzione clinica dei risultati scientifici e la chiave per superare questo ostacolo è la selezione di modelli di ricerca preclinica di alta qualità6,7. I modelli di ricerca esistenti, come le linee cellulari immortalizzate, lo xenotrapianto tumorale derivato dal paziente (PDX) e i modelli animali, presentano i propri vantaggi e svantaggi (Tabella 1). Le linee cellulari immortalate possono essere modificate geneticamente e consentono uno screening farmacologico ad alto rendimento, con i vantaggi di un facile accesso e di una forte riproducibilità sperimentale. Ma la maggior parte delle linee cellulari tumorali hanno perso l’eterogeneità dei tumori primari dopo una coltura selettiva a lungo termine in un unico ambiente in vitro. Un altro modello preclinico è PDX, che può imitare l’eterogeneità e il microambiente del tumore, ma è molto costoso, richiede molto tempo e ha un basso tasso di successo. Sebbene il modello animale stabilito iniettando linee cellulari tumorali o sfere di cellule tumorali in topi immunodeficienti possa creare un ambiente in vivo relativo, potrebbe comunque influenzare l'accuratezza dell'esperimento a causa delle differenze di specie o della mancanza di microambiente immunitario. Pertanto, i ricercatori sono impegnati a sviluppare un modello preclinico che possa realmente riflettere le caratteristiche dei pazienti, e gli organoidi sono stati ampiamente riconosciuti dalla comunità medica come un nuovo tipo di modello 3D. Gli organoidi tumorali si formano estraendo meccanicamente ed enzimaticamente le cellule tumorali dal tessuto tumorale fresco e coltivandole in matrici specifiche, che possono riflettere l'eterogeneità del tessuto tumorale parentale8,9,10. I PDO sono un modello di alta qualità per la ricerca preclinica. Molte delle principali scoperte nel campo della medicina di base e traslazionale hanno beneficiato della ricerca esplorativa su grandi biobanche11,12,13,14,15. Allo stato attuale, molti gruppi accademici e commerciali hanno creato le proprie biobanche PDTO, ma come standardizzare il controllo di qualità delle biobanche è ancora necessario uno standard unificato. La definizione di standard aiuterà la promozione di modelli organoidi. Questo articolo riassume lo stato attuale dello sviluppo delle biobanche PDTO e fornisce approfondimenti sulle precauzioni e sulla direzione di sviluppo futuro.