Usando mini colones para detectar diferencias funcionales y debilidades del cáncer colorrectal
La prueba CRISPR-Cas9, combinada in vitro e in vivo, identifica los supresores de tumores en los organoides del colon humano.
Una de las principales características del cáncer colorrectal es que existen diferencias considerables entre los tumores de los distintos pacientes, a nivel genético y, por tanto, también en cuanto a la respuesta al tratamiento. Los investigadores del Consorcio Alemán para el Cáncer (DKTK) han desarrollado un método que permite identificar estas diferencias con mayor eficacia. Utilizan para sus estudios mini colones cultivados en el laboratorio que les permiten trabajar en condiciones lo más parecidas posibles a las que se encuentran en los pacientes. Los científicos realizan un gran número de experimentos paralelos con estos "organoides", lo que mejora la comparabilidad de los resultados. El DKTK es un consorcio centrado en el Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) en Heidelberg, que tiene asociaciones de colaboración a largo plazo con centros oncológicos especializados en universidades de toda Alemania.
"Mini intestinos" (organoides del colon): Después de la pérdida del supresor de tumores, las regiones de las células genéticas se marcan en rojo y verde.
Henner Farin / DKTK
Para proporcionar un tratamiento específico para el cáncer, la única manera de lograr los resultados esperados es asegurar que nuestro conocimiento sobre el tumor sea lo más preciso posible. En el cáncer colorrectal, en particular, se sabe que hay considerables diferencias genéticas, como resultado de las cuales los tumores de los pacientes individuales tienen características muy diversas. Estas incluyen si hay puntos de partida prometedores para el tratamiento, qué sustancias son más eficaces y qué resistencia al tratamiento puede haber.
"Hasta ahora, los científicos médicos se han concentrado en aislar y cultivar células tumorales para estudiar los tumores de pacientes individuales más de cerca", comentó el investigador del DKTK Henner Farin. "Pero eso no funciona para todos los tumores y también resulta en líneas celulares que no tienen mucho en común con el tumor original." Por lo tanto, es difícil decir algo sobre las características individuales de un tumor usando este tipo de cultivos celulares.
Farin y sus colegas de la Georg Speyer Haus - Instituto de Biología de Tumores y Terapia Experimental en Frankfurt están por lo tanto tomando un enfoque diferente. Farin estableció un modelo de cultivo celular que puede ser usado para cultivar "mini colones" - conocidos como organoides - en el laboratorio. Estos organoides son cultivos celulares tridimensionales cuya estructura y funciones esenciales son muy similares a las del órgano en el que se basan. "Los organoides como estos se utilizan en farmacología para probar sustancias, por ejemplo", explicó Farin. "Los utilizamos para examinar en detalle las diferencias genéticas entre los tumores individuales y para averiguar lo que eso significa en términos de sus características".
En el estudio actual, los científicos utilizaron la tecnología CRISPR/Cas9 para desactivar los genes supresores de tumores en los organoides. Estos genes son los "frenos" del cáncer que normalmente aseguran que las células mutantes mueran y que los tumores no puedan desarrollarse en primer lugar. La pérdida de estos genes supresores de tumores tiene un efecto promotor de tumores. En lugar de realizar elaboradas series de pruebas para examinar el efecto de los frenos de cáncer individualmente, los científicos del equipo de Farin crean bibliotecas que pueden ser utilizadas para investigar la pérdida de toda una serie de genes supresores de tumores al mismo tiempo.
Cada célula tiene un código de barras de ADN individual que se lee en paralelo. Esto permite a los investigadores identificar qué mutaciones genéticas conducen a que las células cancerosas se vuelvan resistentes a un determinado modo de tratamiento. "Comparar varios genes supresores de tumores agrupados aumenta el rendimiento y garantiza que todos los genes puedan estudiarse en las mismas condiciones y, por tanto, sin sesgo", explicó Farin.
Para no sólo estudiar los genes supresores de tumores en la placa de Petri, los científicos llevaron a cabo un nuevo experimento en el que transplantaron sus organoides a ratones. "Así, desarrollamos un sistema modelo que es lo más parecido posible a la situación de los pacientes", comentó Farin. El sistema puede utilizarse para establecer si la pérdida de genes supresores de tumores conduce a una ventaja de crecimiento para las células cancerosas también en los organismos vivos.
"En combinación con las bibliotecas CRISPR/Cas9, los organoides nos proporcionan una tecnología con la que podemos examinar las características del tumor específicas del paciente", explicó Farin. "Eso nos permite identificar las debilidades individuales de un tumor contra las que se puede dirigir un tratamiento exitoso". El sistema organoide puede así convertirse en una herramienta importante para la medicina personalizada.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Birgitta E. Michels, Mohammed H. Mosa, Barbara I. Streibl, Tianzuo Zhan, Constantin Menche, Khalil Abou-El-Ardat, Tahmineh Darvishi, Ewelina Członka, Sebastian Wagner, Jan Winter, Hind Medyouf, Michael Boutros und Henner F. Farin; "Pooled in vitro and in vivo CRISPR-Cas9 screening identifies tumor suppressors in human colon organoids"; Cell Stem Cell; 2020
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
