La creación de organoides de cáncer de pulmón en perros proporciona una poderosa herramienta para explorar la enfermedad con un detalle sin precedentes, pero incluso puede extender su influencia al ámbito del cáncer de pulmón humano. 

Investigadores veterinarios han utilizado organoides (estructuras tridimensionales similares a órganos cultivadas a partir de células madre y muestras de tejido) para investigar los procesos biológicos del cáncer de pulmón en perros, una enfermedad que es mucho más rara en los caninos que en los humanos, pero que a menudo mucho más mortal.

Los organoides son estructuras tridimensionales similares a órganos cultivadas en el laboratorio que ofrecen mucha mayor fidelidad a procesos biológicos complejos que los cultivos celulares tradicionales cultivados en superficies planas 2D. Estos modelos de vanguardia se han desarrollado recientemente para ayudar en la investigación de la biología y las enfermedades humanas. Pero los científicos han aplicado por primera vez esta técnica de investigación al cáncer de pulmón en perros.

En el ámbito de la investigación del cáncer, el cáncer de pulmón siempre ha aparecido como un adversario formidable en el mundo humano, pero los perros también pueden sufrir su propia versión de esta enfermedad, conocida como cáncer de pulmón primario canino.

Para los perros diagnosticados con cáncer de pulmón, el panorama puede ser sombrío. Muchos casos sólo se descubren cuando la enfermedad ya ha progresado significativamente, lo que limita las opciones de tratamiento. La extirpación quirúrgica del tejido pulmonar, conocida como lobectomía pulmonar, es un método común, pero puede no ser eficaz en casos avanzados.

De hecho, el tiempo medio de supervivencia de los perros sometidos a lobectomía pulmonar oscila entre 160 y 450 días, incluso con quimioterapia. Para los perros con un crecimiento extenso del cáncer, el pronóstico es aún más desfavorable, con tiempos de supervivencia que oscilan entre apenas 60 y 180 días.

A diferencia de la medicina humana, donde las terapias moleculares dirigidas han cambiado las reglas del juego, estos tratamientos son escasos en la práctica veterinaria, lo que deja a los perros con opciones limitadas.

ORGANOIDES 3D

 Los cultivos organoides 3D son una tecnología de vanguardia que imita la dinámica del tejido vivo mejor que los cultivos celulares tradicionales. Los organoides 3D son estructuras tridimensionales en miniatura que se cultivan a partir de células madre o muestras de tejido en un laboratorio. Las células madre o muestras de tejido pueden autoorganizarse en estructuras complejas similares a órganos, de ahí el término "organoide".

Las células y estructuras del organoide pueden interactuar entre sí como en un órgano real de un organismo vivo en tres dimensiones, en lugar de los cultivos celulares tradicionales cultivados en superficies planas en 2D. Esto permite a los científicos estudiar procesos biológicos mucho más complejos.

Los investigadores pensaron que podrían aplicar esta nueva técnica al espinoso problema del cáncer de pulmón canino con la esperanza de identificar nuevas vías terapéuticas.

Tomaron muestras de tumores de perros con cáncer de pulmón, así como de las partes sanas de sus pulmones, para crear organoides caninos de cáncer de pulmón primario (cPLCO) y organoides caninos de pulmón normal (cNLO).

"La esperanza era que estos organoides replicaran la arquitectura tisular del cáncer de pulmón de perro mejor que cualquier intento previo de cultivo celular", comenta Tatsuya Usui, autor correspondiente del estudio y profesor asociado de la División de Ciencias de la Vida Animal de la Universidad de Agricultura y  Tecnología de Tokio.

Los investigadores descubrieron que el cPLCO reflejaba fielmente las características de sus tejidos tumorales originales, tanto en la morfología histológica (en esencia, la forma y estructura de los tejidos) como en los perfiles moleculares, incluida la expresión de marcadores tumorales específicos. Los marcadores tumorales son moléculas, generalmente proteínas, producidas por las células cancerosas o por otras células del cuerpo, en respuesta a la presencia de un cáncer, que brindan información sobre el cáncer.

Estos marcadores, producidos en cantidades mayores que en pacientes sanos normales, son los que utilizan los médicos e investigadores para identificar qué tan agresivo es el cáncer y si está respondiendo al tratamiento.

Los científicos también identificaron una correlación entre la viabilidad de las células organoides y los niveles de expresión de moléculas diana específicas (básicamente, con qué frecuencia se "activa" un gen), como el Receptor 2 del Factor de Crecimiento Epidérmico Humano (HER2) y el Receptor del Factor de Crecimiento Epidérmico (EGFR). Ambas son proteínas que desempeñan funciones cruciales en la señalización, el crecimiento y la regulación celular. Esta observación podría allanar el camino para terapias dirigidas a estas moléculas en el futuro.

La secuenciación del ARN reveló que el organoide canceroso presentaba un aumento significativo en la "activación" de 11 genes asociados con la proliferación de tumores en otros cánceres.

Quizás lo más tentador es que el organoide canceroso mostró enriquecimiento en la vía de señalización de la proteína quinasa activada por mitógenos, también conocida más simplemente como vía de señalización MEK, una vía de intervención prometedora, ya que sus procesos moleculares permiten la transmisión de información desde receptores en la superficie de una célula al ADN de su núcleo.

Esta vía, que implica una cascada de proteínas que actúan sobre otras proteínas, que a su vez actúan sobre otras proteínas, etc., es clave para la proliferación, diferenciación, supervivencia y respuesta a señales de información procedentes del exterior de la célula. A menudo, si alguno de los pasos del proceso se atasca en una posición de "encendido o apagado", puede dar lugar al crecimiento del tumor.

Los investigadores probaron un inhibidor de MEK llamado trametinib, que disminuyó significativamente la viabilidad del organoide canceroso e inhibió el crecimiento del tumor cuando se injertaron células cancerosas en modelos de células sanas.

La creación de organoides de cáncer de pulmón en perros proporciona una poderosa herramienta para explorar la enfermedad con un detalle sin precedentes, lo que podría conducir a tratamientos más efectivos para los canes, pero incluso puede extender su influencia al ámbito del cáncer de pulmón humano, ofreciendo nuevos marcadores de diagnóstico y dianas terapéuticas.