Nuovo approccio per il trattamento personalizzato dei tumori cerebrali

Gli organoidi tumorali, cioè mini-tumori cresciuti da materiale chirurgico in un piatto di coltura, sono oggi utilizzati in vari modi nella ricerca sul cancro. Numerosi gruppi di ricerca hanno già sviluppato approcci per la coltivazione di tumori cerebrali in laboratorio, in particolare per i glioblastomi molto aggressivi. Tuttavia, la complessità dei tumori rappresenta una sfida importante per questa ricerca. Con molti dei metodi esistenti, i mini-tumori perdono rapidamente proprietà importanti o le interazioni tra le cellule tumorali e il loro ambiente non possono essere adeguatamente rappresentate.

Il nuovo modello sviluppato da Haikun Liu, DKFZ, si basa su organoidi cerebrali - una sorta di "mini-cervello" cresciuto da cellule staminali pluripotenti indotte. I ricercatori coltivano campioni di tumore appena rimossi in questi organoidi, che presentano condizioni simili a quelle del cervello. In questo modo, viene creata un'immagine del tumore che riproduce con precisione la diversità dei tipi di cellule, il complesso ambiente tumorale e le proprietà molecolari del tumore originale. Il nuovo metodo, chiamato "IPTO" (Individualised Patient Tumour Organoid), è stato testato con materiale proveniente da cliniche di Heidelberg e Mannheim e convalidato su un gran numero di pazienti affetti da tumore cerebrale provenienti da Shanghai in collaborazione con la ShanghaiTech University.

"Con gli IPTO, possiamo non solo ottenere per la prima volta la struttura e l'eterogeneità dei tumori, ma anche prevedere la loro risposta a diverse terapie", spiega il responsabile dello studio Haikun Liu. Cosa c'è di speciale: Il metodo può essere applicato a un'ampia gamma di tumori del sistema nervoso centrale, dai tumori cerebrali aggressivi come i glioblastomi alle metastasi cerebrali, che si verificano in circa il 20% di tutti i pazienti oncologici. Nello studio attuale, il team ha coltivato IPTO da 48 tipi di tumore, tra cui vari tumori cerebrali infantili, diverse forme di glioblastoma e metastasi cerebrali da cancro al seno, ai polmoni o al colon.

"Riteniamo che la comunicazione tra neuroni e cellule tumorali nel modello IPTO favorisca la crescita dei tumori del sistema nervoso centrale, il che riflette gli ultimi sviluppi nelle neuroscienze del cancro", spiega Liu.

I ricercatori sono rimasti particolarmente colpiti dall'idoneità del modello IPTO per i test di efficacia di chemioterapici o altri farmaci antitumorali su singoli tumori. In uno studio prospettico su 35 pazienti affetti da glioblastoma, sono riusciti a prevedere con precisione la risposta all'importante farmaco temozolomide utilizzando le IPTO.

Negli esperimenti con IPTO coltivati da metastasi cerebrali, i mini-tumori nel piatto di coltura hanno anche rispecchiato con precisione i risultati della terapia con farmaci mirati: un passo decisivo verso la medicina personalizzata. Poiché anche la quantità di cellule immunitarie corrisponde tra le IPTO e i loro tumori parentali, il team di Liu sta già testando se i mini-tumori sono adatti a prevedere l'efficacia delle immunoterapie.

"Siamo lieti che medici di diversi Paesi ci abbiano già contattato per discutere di come il modello IPTO possa essere utilizzato per trovare le migliori opzioni terapeutiche per i loro pazienti in modo più rapido e affidabile", afferma Haikun Liu. L'esperto di cellule staminali ha recentemente fondato uno spin-off del DKFZ insieme ai colleghi per valutare ulteriormente il potenziale degli IPTO per la sperimentazione dei farmaci.

I dati molecolari di alta qualità provenienti dal trattamento farmacologico saranno inoltre raccolti e utilizzati per addestrare modelli avanzati di intelligenza artificiale che possano aiutare a trovare il trattamento migliore per i pazienti affetti da tumore al cervello. Tuttavia, il metodo deve essere ulteriormente valutato prima di poter essere utilizzato nella cura dei pazienti.