Naukowcy z grupy Organoid (Hubrecht Institute) i UMC Utrecht stworzyli biobank organoidów pochodzących od pacjentów z rakiem głowy i szyi (HNC). Wykorzystali ten biobank do walidacji znanych biomarkerów HNC i stwierdzili, że odpowiedzi na leczenie w organoidach odpowiadają tym obserwowanym u pacjentów. Wyniki badania zostaną opublikowane w Med 12 maja 2023 r. i mogą w przyszłości wspomóc decyzje dotyczące leczenia i odkrycia nowatorskich terapii dla pacjentów z HCN. Rak głowy i szyi (HNC) jest nadrzędnym terminem stosowanym dla kilku rodzajów nowotworów, w tym najczęstszej formy zwanej rakiem płaskonabłonkowym głowy i szyi (HNSCC). Pacjenci z HNC mogą być leczeni kombinacją chirurgii, radioterapii i/lub chemioterapii. Niemniej jednak, leczenie nie zawsze jest skuteczne. Rosemary Millen, wspólny pierwszy autor pracy, wyjaśnia: "Te zabiegi powodują poważne skutki uboczne i dlatego niektórzy pacjenci nie są w stanie zakończyć leczenia. A nawet po przejściu przez tak surowe leczenie, u 60 procent pacjentów dochodzi do nawrotu choroby." Ograniczona skuteczność zabiegów może być częściowo wyjaśniona przez fakt, że genetyczny makijaż guza mocno różni się między pacjentami. W rezultacie, najbardziej odpowiednia terapia jest inna dla każdego pacjenta. Klinicyści mają obecnie ograniczone narzędzia, aby to właściwie rozróżnić. Istnieje zatem pilna potrzeba opracowania lepszych biomarkerów: wskaźników, które możemy zmierzyć u każdego pacjenta z osobna, aby określić, z jakiego leczenia skorzystałby najbardziej. W idealnej sytuacji takie spersonalizowane podejście pozwoliłoby uniknąć niepotrzebnego obciążania pacjentów leczeniem, które może nie przynieść oczekiwanych rezultatów, i doprowadziłoby do lepszego rokowania." Else Driehuis, autorka odpowiadająca za pracę. Pierwszym krokiem w kierunku takiego spersonalizowanego leczenia jest opracowanie lepszych modeli, które dokładniej odzwierciedlają zmienność guza. Dlatego badacze stworzyli biobank organoidów HNC: miniaturowych wersji guzów pacjentów, hodowanych w laboratorium. Millen: "Ostatecznie celem takiego biobanku byłoby wykorzystanie organoidów do kierowania decyzjami o spersonalizowanym leczeniu w klinice. Oczywiście, zanim będziemy mogli to zrobić, najpierw musieliśmy zbadać, czy odpowiedź na leczenie w organoidach koreluje z odpowiedzią obserwowaną u pacjentów." Driehuis dodaje: "Willem de Kort, wspólny pierwszy autor pracy, był w stanie zebrać wiele próbek pacjentów z HNC w UMC Utrecht. Pobrał od tych pacjentów tkankę guza, albo podczas biopsji diagnostycznych, albo chirurgicznych resekcji guza, i śledził przebieg ich choroby. W trakcie całego projektu ściśle współpracowaliśmy z chirurgami, onkologami i radiologami. To był prawdziwy wysiłek zespołowy". Zespół był w stanie wyhodować organoidy HNC z tkanek pacjentów i potwierdził, że te "mini guzy" ściśle przypominały guzy pacjentów, ponieważ zachowały te same cechy histologiczne i genetyczne. Po poddaniu organoidów radioterapii zespół wykazał, że odpowiedź organoidów przypominała odpowiedzi na leczenie u pacjentów. "Organoidy mają zatem potencjał do przewidywania wyników leczenia pacjentów. Korelacja między odpowiedzią organoidów i pacjentów istniała w przypadku pacjentów otrzymujących radioterapię adiuwantową, co oznacza, że promieniowanie jest stosowane dodatkowo do chirurgicznej resekcji guza. W przypadkach, gdy pacjenci otrzymali radioterapię jako leczenie pierwotne, musimy to dalej badać - wyjaśnia Millen. Naukowcy badali również efekt chemoradioterapii, czyli połączenia promieniowania i chemioterapii. "Tutaj pokazujemy, że dwa konkretne leki chemioterapeutyczne, cisplatyna i karboplatyna, mają działanie radiosensybilizujące w organoidach. Oznacza to, że sprawiają, że komórki nowotworowe są bardziej wrażliwe na radioterapię. Wyniki te są zgodne z tym, co widzimy w klinice i dlatego ponownie podkreślają potencjał prognostyczny organoidów w tym ustawieniu" - mówi Driehuis. Niektóre z odkryć dokonanych przez zespół mogą mieć znaczenie dla pacjentów z HNC w najbliższej przyszłości. Na przykład wykazano, że lek cetuximab sprawił, że organoidy nowotworowe stały się mniej wrażliwe na radioterapię. Driehuis wyjaśnia: "Jest to zaskakujące, ponieważ połączenie tego leku i radioterapii jest dziś podawane niektórym pacjentom z HNC w klinice. U pacjentów trudno jest rozróżnić indywidualny wkład leku i radioterapii w ogólny efekt tego leczenia skojarzonego, ale w organoidach możemy to rozdzielić. Nasze wyniki pasują do ostatnio opublikowanych danych, które pokazują, że przeżycie pacjentów leczonych cetuximabem i radioterapią jest gorsze w porównaniu z leczeniem samą radioterapią. Kliniczna implikacja tych wyników byłaby taka, że lepiej poczekać z cetuximabem do czasu po radioterapii, ale ta zmiana czasu leczenia jest czymś, co trzeba by oczywiście przetestować u pacjentów." Zespół wykazał również, że tzw. inhibitor PRMT5, nowatorski lek będący już w badaniach klinicznych dla innych typów nowotworów, może być skuteczny dla podgrupy pacjentów z HNC. Millen: "Sekwencjonowaliśmy DNA organoidów, aby zbadać związek między konkretnymi mutacjami genetycznymi a odpowiedzią na leczenie. Robiąc to, stwierdziliśmy, że guzy z utratą genu CDKN2A odpowiadały na leczenie tym nowatorskim lekiem. Byłoby bardzo interesujące zobaczyć, czy efekt ten występuje również u pacjentów, zwłaszcza że mutacja ta jest obecna w ponad 50% przypadków HNSCC." Driehuis podsumowuje: "Łącznie, nasze wyniki podkreślają kliniczne znaczenie organoidów uzyskanych z tkanki guza pacjenta. Jednym z kolejnych kroków byłoby zaprojektowanie badania klinicznego, aby rzeczywiście wykorzystać organoidy do kierowania decyzjami dotyczącymi leczenia u pacjentów z HNC."