Новое исследование на клеточном уровне, проведенное учеными из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании (Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania), показало, как органоиды глиобластомы могут служить эффективными моделями для быстрого тестирования персонализированных стратегий лечения. Выращенные в лаборатории органоиды головного мозга, выработанные из собственной глиобластомы пациента, наиболее агрессивной и распространенной формы рака мозга, могут дать ответы на вопрос о том, как лучше всего лечить глиобластому. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell.
Актуальность проблемы
Мультиформная глиобластома (МФГ) остается наиболее сложной из всех изучаемых видов опухолей головного мозга, в основном из-за ее гетерогенности. Подходы к лечению, такие как хирургия, лучевая терапия и химиотерапия, наряду с новыми персонализированными клеточными методами лечения, как оказалось, замедляют рост опухоли и продлевают жизнь пациентам в течение определенного времени. Тем не менее, окончательного излечения нет.
«Несмотря на то, что мы добились важных успехов в исследованиях глиобластомы, преклинические и клинические проблемы сохраняются, не давая нам приблизиться к более эффективному лечению», — комментирует автор исследования Хонгджун Сонг (Hongjun Song). «Одним из препятствий лечения является гетерогенность глиобластомы».
Материалы и методы обследования
В новом исследовании ученые изъяли образцы опухолей 52 пациентов, чтобы «вырастить» соответствующие опухолевые органоиды в лаборатории.
Результаты научной работы
Выращенные в лаборатории органоиды мозга — полученные из плюрипотентных стволовых клеток человека или тканей пациента и выращенные до размера, не превышающего горошину – могут способствовать воспроизводству важной генетической композиции, гетерогенность типа клеток мозга и архитектура. Эти модели позволяют исследователям воссоздать ключевые особенности мозга пациентов с глиобластомой. С помощью моделей можно составить более четкую картину мозга для эффективного лечения глиобластомы.
В отличие от других моделей, которым требуется больше времени для проявления экспрессии генов и других гистологических признаков, которые более точно представляют опухоль, органоиды опухоли головного мозга, разработанные исследовательской группой, начинают использоваться гораздо быстрее. Это важно, поскольку текущие схемы лечения обычно начинаются через месяц после операции, поэтому более предпочтительным является наличие «дорожной карты».
Общий показатель успешности генерации органоидов глиобластомы (ГОГ) составил 91,4%, причем 66,7% опухолей экспрессировали мутацию IDH1 и 75% — рецидивирующие опухоли в течение 2 недель. Органоиды глиобластомы опухоли также могут быть подвергнуты биобанкингу и впоследствии восстановлены для анализа.
Генетический, гистологический, молекулярный анализ также был выполнен у 12 пациентов, чтобы установить, что эти новые ГОГ в значительной степени сохранили признаки первичной опухоли у пациента. 8 образцов ГОГ были затем успешно трансплантированы в мозг взрослой мыши, что показало быструю и агрессивную инфильтрацию раковых клеток и поддерживало экспрессию ключевых мутаций вплоть до 3 месяцев спустя трансплантации. Важно отметить, что основной признак МФГ — инфильтрация опухолевых клеток в окружающую мозговую ткань — наблюдалась на моделях мышей. Чтобы имитировать послеоперационное лечение, исследователи подвергли ГОГ стандартному лечению и целевым методам лечения, в том числе лекарственным препаратам из клинических испытаний и иммунотерапии клеток химерным рецептором Т (CAR-T). При каждом лечении исследователи наблюдали, что ответы органоидов различны, а эффективность коррелирует с их генетическими мутациями в опухолях пациентов. Эта модель открывает возможность для будущих клинических испытаний для персонализированного лечения, основанного на индивидуальной реакции опухоли пациента на различные лекарственные препараты.
«Эти результаты подчеркивают потенциал для тестирования и лечения глиобластом с помощью персонализированного метода. Краткосрочная цель, учитывая неоднородность глиобластом, заключается в том, что тестирование различных терапевтических вариантов in vitro также может помочь улучшить регистрацию пациентов в клинических испытаниях путем более точного определения мутаций и индивидуального выбора подходящих доступных целевых методов лечения», — резюмирует Хонгджун Сонг.
Авторы другого исследования утверждают, что раннее удаление медленно растущих опухолей головного мозга значительно улучшает выживаемость.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
