Beyond organoids: restoring the value of patient-derived two- dimensional colorectal cancer models

O câncer colorretal é uma doença do intestino grosso que permanece como uma das formas de câncer mais comuns e letais em todo o mundo. Para combatê-lo de forma eficaz, os cientistas precisam entender como tumores individuais se comportam e quais medicamentos podem detê-los. Por décadas, os pesquisadores confiaram no cultivo de células cancerígenas em camadas planas sobre placas de plástico, conhecidas como culturas bidimensionais. Esses modelos são econômicos e fáceis de usar para testar novos medicamentos, mas possuem uma falha importante: são muito difíceis de criar diretamente a partir do tecido tumoral fresco de um paciente. Frequentemente, as células morrem antes que possam ser estudadas, ou são sobrecarregadas por bactérias. Nos últimos anos, uma abordagem diferente ganhou popularidade: cultivar tumores em pequenos aglomerados tridimensionais chamados organoides, ou cultivá-los dentro de camundongos especiais. Embora esses métodos funcionem melhor, eles são caros e complexos. A questão que permanecia era se o antigo e simples método de cultura plana poderia ser revivido para funcionar de forma confiável para os pacientes, oferecendo uma maneira mais barata e rápida de estudar a doença sem perder as características únicas do tumor individual.

Uma equipe de pesquisadores do Centro Médico Universitário de Rostock, na Alemanha, partiu para responder a essa questão analisando quase uma década de trabalho com amostras de câncer colorrectal. Eles examinaram 158 amostras de tecido retiradas de 136 pacientes entre 2015 e 2023. Algumas dessas amostras vieram diretamente dos tumores dos pacientes, enquanto outras vieram de tumores que haviam sido previamente cultivados dentro de camundongos, um processo que ajuda a limpar o tecido de bactérias e enriquecer as células cancerígenas. Os pesquisadores testaram doze diferentes ambientes líquidos, ou meios, para ver quais permitiriam que as células cancerígenas sobrevivessem e se multiplicassem. Estes incluíam receitas antigas contendo soro animal e misturas mais novas, cuidadosamente definidas, que não contêm produtos animais, mas incluem fatores de crescimento específicos. Eles também testaram se a adição de um composto químico específico, conhecido como inibidor de ROCK, ajudava as células a aderirem à placa e a sobreviverem ao estresse de serem movidas do corpo para o laboratório.

Os resultados mostraram que as formas antigas de cultivar essas células eram, de fato, ineficientes, mas os novos métodos mudaram o jogo. Quando os pesquisadores utilizaram os meios mais novos e definidos, livres de soro, a taxa de sucesso aumentou significativamente em comparação com as receitas mais antigas que continham soro. A adição do inibidor de ROCK proporcionou um impulso adicional, transformando tentativas fracassadas em sucessos em muitos casos. Talvez o mais importante seja que o uso de tecido que havia sido cultivado em camundongos primeiro provou ser uma estratégia poderosa. Culturas derivadas desses tumores cultivados em camundongos tiveram sucesso cerca de 58 por cento das vezes, comparado a apenas 39 por cento para o tecido fresco retirado diretamente dos pacientes. Quando a equipe utilizou ambas as abordagens juntas — tentando o tecido fresco primeiro e depois recorrendo ao tecido cultivado em camundongo se o primeiro falhasse — eles conseguiram criar uma linhagem celular estável de mais de 80 por cento dos espécimes. Essa taxa de sucesso é agora comparável aos métodos de organoides tridimensionais mais caros e complexos, sugerindo que o modelo simples de cultura plana é novamente uma ferramenta viável e eficiente para a medicina de precisão.

Apesar desses sucessos técnicos, os pesquisadores descobriram que não conseguiam prever quais tumores cresceriam e quais falhariam com base no histórico médico do paciente ou na composição genética específica do câncer. Eles analisaram fatores como a idade do paciente, o estágio do câncer, o tamanho do tumor e mutações genéticas específicas, mas nenhum desses indícios indicou de forma confiável se uma cultura seria bem-sucedida. Isso é, na verdade, um achado positivo para a comunidade científica, pois significa que a coleção resultante de linhagens celulares não é enviesada para um tipo específico de paciente ou para um subgrupo genético particular. O painel de linhagens celulares representa a diversidade total do câncer colorretal, tornando-se um recurso justo e representativo para testar novos tratamentos.

O estudo também revelou uma ligação surpreendente entre a capacidade de um tumor crescer em uma placa e o desfecho do paciente. Pacientes cujos tumores estabeleceram com sucesso uma linhagem celular no laboratório tenderam a ter tempos de sobrevivência mais curtos em comparação com aqueles cujos tumores não cresceram, mesmo após considerar o estágio do câncer e se a cirurgia removeu toda a doença visível. Os pesquisadores sugerem que tumores capazes de prosperar fora do corpo em uma placa podem ser inerentemente mais agressivos dentro do corpo. No entanto, eles alertam que essa observação não foi o objetivo principal do estudo e precisa ser confirmada em grupos maiores de pacientes antes que conclusões definitivas possam ser tiradas.

Em última análise, este trabalho demonstra que, com a combinação certa de meios modernos e definidos, um aditivo químico útil e um plano de contingência usando tecido cultivado em camundongos, os cientistas podem agora criar de forma confiável linhagens celulares bidimensionais simples a partir de pacientes com câncer colorretal. Essa abordagem oferece uma maneira econômica e escalável de estudar a doença e testar medicamentos, sem a necessidade de estruturas tridimensionais complexas ou modelos animais caros. A coleção resultante de linhagens celulares fornece uma janela ampla e imparcial para a doença, pronta para ajudar pesquisadores a desenvolverem melhores tratamentos para a diversidade de pessoas afetadas pelo câncer colorretal.