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Cell:胶质母细胞瘤类器官重现肿瘤特征,成为时间敏感治疗的关键

时间:2020-01-01 10:47 来源:网络 作者: 菜叶

胶质母细胞瘤是最具侵袭性和最常见的脑癌,由患者自身的胶质母细胞瘤实验室培育而来的类器官可能为如何最好地治疗它提供了答案。宾夕法尼亚大学医学研究人员在《Cell》杂志上发表的一项新研究表明,胶质母细胞瘤类器官可作为有效模型来快速测试个性化治疗策略。

Cell:胶质母细胞瘤类器官重现肿瘤特征,成为时间敏感治疗的关键


https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.11.036

多形性胶质母细胞瘤(GBM)是所有脑癌中最难研究和治疗的,主要是由于其异质性。事实证明,外科手术、放疗和化疗等治疗方法以及更新的个性化细胞疗法可减缓肿瘤的生长并使患者在一段时间内保持无病状态,但是治愈仍然很难。尽管研究人员在胶质母细胞瘤研究方面取得了长足进步,但临床前和临床挑战依然存在,使得无法接近更有效的治疗方法,障碍之一就是重现这种肿瘤的能力,这样不仅可以更好地了解其复杂特征,而且可以确定手术后哪些疗法可以更及时地与之抗争。

实验室生长的大脑类器官来自人类多能干细胞或患者组织,生长到不超过豌豆的大小,可以概括重要的遗传组成、大脑细胞类型的异质性和结构。这种模型使研究人员能够重现患者患病大脑的关键特征,以帮助他们更清晰地描绘出癌症,并允许探索出最好的方法来攻击它。类器官在GBM中如此吸引人的原因是时间以及维持细胞类型和遗传异质性的能力,突破了现有的体外模型的局限性。

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在这项新研究中,研究人员从52名患者中取出了新鲜的肿瘤标本,以在实验室中培育相应的肿瘤类器官。在两周内生成胶质母细胞瘤类器官(GBO)的总成功率为91.4%,其中表达IDH1突变的肿瘤为66.7%,复发性肿瘤的成功率为75%。这些肿瘤胶质母细胞瘤类器官也可以进行生物存储,并在以后回收进行分析。还对12例患者进行了遗传、组织学、分子分析,确定这些新的GBO在很大程度上保留了患者原发肿瘤的特征。然后将8个GBO样品成功移植到成年小鼠的大脑中,这些大脑表现出快速而积极的癌细胞浸润,并且直到三个月后仍保持关键突变的表达。重要的是,在小鼠模型中观察到了GBM的一个主要标志——肿瘤细胞向周围脑组织的浸润

为了模拟手术后的治疗方法,研究人员对GBO进行了标准疗法和靶向治疗,包括来自临床试验的药物和CAR-T细胞免疫疗法。对于每种疗法,研究人员表明类器官反应不同,有效性与患者肿瘤中的基因突变相关,该模型为基于个体患者对各种不同药物的肿瘤反应进行个性化治疗的未来临床试验提供了可能性。值得注意的是,研究人员观察到CAR - T疗法对类器官的益处,这种疗法已用于正在进行的针对EGFRvIII突变(该病的一个驱动因素)的临床试验,在6例GBO中, EGFRvIII突变对患者GBO有特殊的影响,其CAR-T细胞扩增而EGFRvIII表达细胞减少。

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CAR-T细胞和GBO共同培养的免疫疗法模型

这些结果凸显了采用个性化方法测试和治疗胶质母细胞瘤的潜力。在未来的研究中,研究人员的最终目标是可以研究患者的类器官,并实时测试哪种CAR-T细胞对他们的肿瘤最有效。鉴于胶质母细胞瘤的异质性,短期目标是通过更准确地定义突变并选择合适的可用靶向疗法,对各种治疗方案进行体外测试也可能有助于改善临床试验中的患者人数。

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