Organoides para estudiar el cáncer de colon

El cáncer de colon [1] es una de las principales causas de cáncer a nivel global, tanto en mujeres (segunda causa tras el cáncer de mama) como en hombres (tercera, tras los cánceres de próstata y de pulmón). En España, el cáncer de colon es la segunda causa de muerte por tumores, sólo detrás del cáncer de pulmón. Es especialmente prevalente en personas de más de 65 años, lo que lo hace especialmente preocupante dada la tendencia al envejecimiento de la población en los países desarrollados.

En la actualidad, las dos mejores herramientas de las que disponemos contra el cáncer de colon son la prevención y la detección precoz. Sólo alrededor del 5% de los casos diagnosticados de cáncer de colon se pueden asociar directamente a factores genéticos, siendo sus auténticos factores de riesgo la inadecuada alimentación, obesidad, ingesta de alcohol, ser fumador y la falta de actividad física, lo que ha llevado a algunos expertos a calificar al cáncer de colon como “una enfermedad de nuestra civilización”[3]. Afortunadamente, un estilo de vida saludable puede ayudarnos a reducir enormemente el riesgo de padecer cáncer de colon. No menos importante es la detección precoz de los tumores. Con un sencillo análisis de sangre oculta en las heces, se pueden detectar estos tumores hasta 10 años antes de volverse malignos. Se estima que el 90% de los casos de cáncer de colon detectados precozmente pueden curarse con éxito, mediante procedimientos más sencillos, y con menor riesgo de reincidencia.

Dada la especial relevancia de esta variedad de cáncer, en la actualidad se están desarrollando diversas líneas de investigación relacionadas con el cáncer de colon. Desde el cultivo y el estudio en el laboratorio de las células individuales que forman parte de un tumor, hasta las pruebas clínicas de nuevos fármacos en pacientes con este tipo de cáncer, pasando por la investigación en modelos animales de la enfermedad. Todos estos enfoques presentan claras ventajas, como la versatilidad y simplicidad de los modelos celulares, el estudio in situ de los tumores en los estudios con pacientes y la posibilidad de realizar pruebas invasivas con los modelos animales. Sin embargo, estos planteamientos presentan también claras desventajas: los modelos celulares no se encuentran necesariamente el mismo entorno que las células cancerosas, los modelos animales de esta enfermedad no tienen por qué comportarse y responder como los humanos, y las pruebas con pacientes humanos son necesariamente lentas y se realizan con limitaciones debido a las estrictas normas de seguridad.

En la actualidad, se comienza a emplear una técnica innovadora en la investigación biomédica, especialmente relevante para el estudio del cáncer, llamada “Organoides” [4]. Un organoide es una estructura tridimensional en miniatura, producida in vitro, y que captura características anatómicas y funcionales de un órgano. Generalmente se forman a partir de una o unas pocas células madre (sanas o tumorales) que se auto-organizan en un cultivo estable, capaz de mostrar algunas de las funciones del órgano simulado.

Un ejemplo muy visual son los organoides de tejido cardíaco, capaces de contraerse y bombear líquido [5], así como los organoides de tejido mamario, capaces de producir leche [6]. Los organoides presentan la ventaja, respecto a otros modelos de enfermedad, de representar más fielmente la estructura, forma y función de un órgano o un cáncer que un cultivo celular simple. A su vez, permiten experimentar en ellos con distintos fármacos y terapias, sin necesidad de recurrir a experimentos con pacientes o modelos animales. Asimismo, tienen el potencial de revolucionar la medicina personalizada. Por ejemplo, de la biopsia de un tumor se pueden preparar distintas colonias de organoides, y probar en ellos distintos cócteles de medicinas y concentraciones. De esta manera, se puede elegir la combinación más apropiada para cada paciente. Todo esto confiere a los organoides el potencial de revolucionar la biomedicina en el futuro próximo.

Respecto a la investigación sobre el cáncer de colon, existen dos modelos de organoides altamente prometedores, los organoides de tejido intestinal y los tumoroides crecidos a partir de biopsias de pacientes. Por un lado, los organoides intestinales permiten estudiar el comportamiento del tejido intestinal sano, y presentan el potencial para generar tejido intestinal adecuado para un autotransplante útil durante el tratamiento del cáncer de colon. Por otra parte, los tumoroides colorrectales, derivados de células madre cancerosas, pueden ser empleados para estudiar el comportamiento y agresividad del tumor original, así como su susceptibilidad a los distintos cócteles de fármacos empleados para su tratamiento.

 

 

[1] Cáncer colorectal, Wikipedia

[2] http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Causes_of_death_statistics_-_people_over_65

[3] Colon cancer, a civilization disorder. Watson A. J. and Collins P. D. Digestive diseases, 29(2), 222-228. (2011).

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Organoid

[5] Engineered cardiac organoid chambers: toward a functional biological model ventricle. Lee, E. J. et al. Tissue Engineering Part A, 14(2), 215-225. (2008).

[6] Mammary organoids from immature virgin rats undergo ductal and alveolar morphogenesis when grown within a reconstituted basement membrane. Darcy, K. M. et al. Experimental cell research, 196(1), 49-65. (1991).

 

Autor: Manuel Gómez, investigador postdoctoral

grupo Integrative Cell and Tissue Dynamics del IBEC