Establecimiento de organoides de tumores gástricos a partir de biopsias endoscópicas de estómago y piezas de gastrectomía para el estudio de cáncer gástrico

Abstract

[ES] El cáncer gástrico (CG) constituye la tercera causa de muerte por cáncer en todo el mundo. Actualmente, en la práctica clínica la elección del tratamiento en función de las alteraciones genéticas presentes en los pacientes (medicina personalizada) puede no resultar eficaz, debido a que a veces es complicado asociar la respuesta a determinados tratamientos con las alteraciones que presenta el tumor. Con el fin de abordar este hándicap, resulta esencial generar modelos experimentales que sean un reflejo del tumor del propio paciente. Las limitaciones de los sistemas convencionales han dado paso a una nueva tecnología basada en organoides. Esta nueva tecnología permite generar, a partir de la biopsia de un paciente, organoides tanto de tejido tumoral como de normal paciente-específicos. Sabiendo que los organoides resultan un modelo experimental prometedor capaz de mantener el fenotipo, el perfil genético y las funciones propias de los tumores humanos de forma personalizada, resulta clave definir la metodología asociada a su correcta generación, la cual varía según el tipo de tumor. En concreto, para la generación de organoides de tejido gástrico tumoral encontramos en la bibliografía procedimientos muy diversos, por tanto, se requiere establecer una metodología para su correcta y eficiente generación, así como verificar que tanto molecular como morfológicamente son un reflejo del tejido tumoral del paciente. Otro de los puntos de interés es el estudio del microambiente tumoral ya que parece claro que juega un papel clave en la progresión tumoral y en la respuesta a tratamiento. Por ello se ha abordado la puesta a punto del análisis por citometría de los diferentes tipos celulares que componen el tejido tumoral. En el presente trabajo se ha conseguido la puesta a punto del establecimiento eficiente de cultivos de organoides a partir de tejido gástrico tumoral y normal pareados, que era el objetivo principal planteado, con una tasa de éxito del 77%. Se han definido, además, diferentes parámetros como el tiempo de digestión enzimática del tejido, densidad celular óptima a plaquear en el Matrigel y concentración de Matrigel adecuada. Por otro lado, los resultados de secuenciación muestran que los organoides establecidos recapitulan en un 98% el perfil genético del tejido tumoral del cual proceden. Además, se ha puesto a punto el protocolo adecuado para el análisis morfológico de los organoides mediante histoquímica y la caracterización del tejido tumoral mediante citometría de flujo, la cual indica la presencia de diferentes poblaciones celulares (células linfocitarias y macrófagos infiltrados) y marcadores tumorales. Finalmente, todo ello ha permitido crear una organoidoteca de cáncer gástrico de interés para la comunidad científica.

[EN] Gastric cancer (CG) is the third leading cause of death from cancer worldwide. Currently, in clinical practice the choice of treatment based on genetic alterations present in patients (personalized medicine) may not be effective, because it is sometimes complicated to associate the response to certain treatments with the alterations that the tumor presents. In order to address this handicap, it is essential to generate experimental models that are a reflection of the patient's own tumor. The limitations of conventional systems have given way to a new technology based on organoids. This new technology allows to generate, from the biopsy of a patient, patient-specific organoids of both tumor and normal tissue. Knowing that organoids are a promising experimental model capable of maintaining the phenotype, the genetic profile and the functions of human tumors in a personalized way, it is key to define the methodology associated with its correct generation, which varies according to the type of tumor. Specifically, for the generation of organoids of tumor gastric tissue we find in the literature very diverse procedures, therefore it is necessary to establish a methodology for its correct and efficient generation, as well as to verify that both molecularly and morphologically they are a reflection of the tumor tissue of the patient. Another point of interest is the study of the tumor microenvironment since it seems clear that it plays a key role in tumor progression and response to treatment. Therefore, the development of cytometric analysis of the different cell types that make up the tumor tissue has been addressed. In the present work, the establishment of efficient establishment of organoid cultures from tumoral and normal paired gastric tissue was achieved, which was the main objective, with a success rate of 77%. In addition, different parameters have been defined, such as the enzymatic digestion time of the tissue, optimal cell density to be plated in the Matrigel and adequate Matrigel concentration. On the other hand, the sequencing results show that the established organoids recapitulate in 98% the genetic profile of the tumor tissue from which they come. In addition, the appropriate protocol for the morphological analysis of the organoids has been prepared by histochemistry and the characterization of the tumor tissue by means of flow cytometry, which indicates the presence of different cell populations (lymphocyte cells and infiltrated macrophages) and tumor markers. Finally, all this has allowed the creation of an organoid library of gastric cancer of interest to the scientific community.

[CA] El càncer gàstric (CG) constitueix la tercera causa de mort per càncer a tot el món. Actualment, a la pràctica clínica l'elecció del tractament en funció de les alteracions genètiques presents en els pacients (medicina personalitzada) pot no resultar eficaç, a causa que de vegades és complicat associar la resposta a determinats tractaments amb les alteracions que presenta el tumor. Per tal d'abordar aquest hàndicap, resulta essencial generar models experimentals que siguin un reflex del tumor del propi pacient. Les limitacions dels sistemes convencionals han donat pas a una nova tecnologia basada en organoides. Aquesta nova tecnologia permet generar, a partir de la biòpsia d'un pacient, organoides tant de teixit tumoral com de normal pacient-específics. Sabent que els organoides resulten un model experimental prometedor capaç de mantenir el fenotip, el perfil genètic i les funcions pròpies dels tumors humans de forma personalitzada, resulta clau definir la metodologia associada a la seva correcta generació, la qual varia segons el tipus de tumor. En concret, per a la generació d'organoides de teixit gàstric tumoral trobem en la bibliografia procediments molt diversos, per tant es requereix establir una metodologia per a la seva correcta i eficient generació, així com verificar que tant molecular com morfològicament són un reflex del teixit tumoral del pacient. Un altre dels punts d'interès és l'estudi del microambient tumoral ja que sembla clar que juga un paper clau en la progressió tumoral i en la resposta a tractament. Per això s'ha abordat la posada a punt de l'anàlisi per citometria dels diferents tipus cel·lulars que composen el teixit tumoral. En el present treball s'ha aconseguit la posada a punt de l'establiment eficient de cultius d’organoides a partir de teixit gàstric tumoral i normal apariat, que era l'objectiu principal plantejat, amb una taxa d'èxit del 77%. S'han definit, a més, diferents paràmetres com el temps de digestió enzimàtica del teixit, densitat cel·lular òptima a plaquetjar al Matrigel i concentració de Matrigel adequada. D'altra banda, els resultats de seqüenciació mostren que els organoides establerts recapitulen en un 98% el perfil genètic del teixit tumoral del qual procedeixen. A més, s'ha posat a punt el protocol adequat per a l'anàlisi morfològic dels organoides mitjançant histoquímica i la caracterització del teixit tumoral mitjançant citometria de flux, la qual indica la presència de diferents poblacions cel·lulars (cèl·lules limfocitàries i macròfags infiltrats) i marcadors tumorals. Finalment, tot això ha permès crear una organoidoteca de càncer gàstric d'interès per a la comunitat científica.