Establecimiento de organoides de cáncer colorrectal como modelo preclínico

Abstract

[ES] Las líneas celulares y los modelos animales son los sistemas más utilizados en la investigación sobre cáncer y lo han sido durante muchos años. Sin embargo, estos sistemas modelo no son capaces de representar a la perfección las características de los diferentes tumores que podemos encontrar en los pacientes. Así pues, para poder superar dichas limitaciones, se han generado los organoides como modelos preclínicos de la enfermedad, ya que éstos son capaces de replicar aspectos como la arquitectura, morfología, perfil genético y fenotipo asociados a los tumores estudiados de manera paciente-específica. La Sociedad Española de Oncología Médica, en el año 2020, muestra como el cáncer colorrectal (CCR) es el 4º tipo de cáncer más común en la población global. La generación de organoides de CCR se prevé que pueda posicionarse como uno de los recursos científicos más prometedores para comprender este tipo de cáncer, así como su tratamiento. En este trabajo se han generado organoides derivados de tejido sano, tumores localizados, así como metástasis y recto, de pacientes afectados por cáncer colorrectal, a partir de biopsias tisulares. En primer lugar, se ha realizado un ensayo para la optimización del protocolo actual en el que se ha comprobado cuál era el porcentaje de Matrigel más adecuado para el crecimiento y supervivencia de los organoides. Utilizando el procedimiento más óptimo se han podido establecer 2 líneas de organoides tumorales procedentes de cáncer colorrectal localizado y 2 líneas de la parte no tumoral pareada. También se ha establecido 1 línea de organoides de cáncer colorrectal metastásico y 2 líneas de organoides de recto. Estos organoides se han amplificado hasta obtener un cultivo con crecimiento estable. Se ha realizado la caracterización tanto a nivel molecular como morfológico, ya que es necesario verificar que son modelos idénticos al tumor del que provienen. Entre la gran variedad de ensayos que se pueden llevar a cabo, en el trabajo se ha realizado un ensayo de drogas con el objeto de evaluar la sensibilidad frente a diferentes fármacos y comparar la respuesta del organoide con la respuesta del paciente del que proceden. Si esto es así en un futuro los organoides pueden ser utilizados para predecir la respuesta de los pacientes a determinados tratamiento acercándonos a una medicina de precisión. Finalmente, destacar que los organoides establecidos en este proyecto han pasado a formar parte de un biobanco generado por el equipo de investigación con el que he colaborado.

[EN] Cell lines and animal models are the most common systems used for cancer research during many years. However, these model systems are not able to represent perfectly the characteristics of the different tumors that may be encountered in each patient. In order to overcome such limitations, organoids are generated and used as research models, as they are able to replicate the architecture, morphology, genetic profile and phenotypes displayed by tumors in a patient-specific way. In 2020, the Spanish Society of Medical Oncology shows that colorectal cancer (CRC) is the 4th most common type of cancer in a population. Hence, the generation of CRC organoids, is expected to become one of the most promising scientific resources in the understanding of this cancer and its treatment.

In this work, a protocol for the generation of organoids is established. The organoids are derived from healthy tissue, localized tumors as well as colon metastasis and rectum tissue, from colorectal cancer patients, using tissue biopsies. Firstly, an assay for the optimization of the current protocol is carried out, in order to test the percentage of Matrigel more suitable for the growth and survival of the organoids. Using the more suitable protocol, different lines are established: 2 organoid lines from localized tumor tissue and 2 organoid lines from non-tumoral tissue associated to the localized tumors previously mentioned. 1 organoid line from metastatic colorectal cancer and 2 organoid lines from rectum tissue are also established. Then, these organoids are subcultured up to the constitution of a culture with stable growth. They are characterized from a morphological and a molecular point of view as it is necessary to verify that they are identical models to the tumor from which they are derived. There is a wide array of different assays that can be performed with the organoids; in this work, a drug assay is carried out with the objective of assessing the sensitivity of the organoids to specific drugs and comparing their response to the one observed in the patients from which they are obtained. If this works out well, it is highly possible that in a near future organoids can be used to predict the response of the patient to a specific treatment, henceforth focusing on precision medicine. Finally, the organoids, that are established, have become part of a biobank generated by the research team in which I collaborated.