Kanser için yeni hedefe yönelik tedaviler geliştirmek amacıyla bilim insanlarının, inceledikleri kanserin genetik ve moleküler özelliklerini doğru bir şekilde temsil eden doku modellerine ihtiyacı vardır. MIT'nin Koch Enstitüsü, Broad Enstitüsü, Dana-Farber Kanser Enstitüsü, Ulusal Kanser Enstitüsü ve birçok diğer işbirliği yapan kurumların araştırmacılarının liderliğindeki uluslararası bir ekip, hasta tümörlerinden türetilen yaklaşık 700 yeni kanser modeli geliştirmiştir ve bu modellerin ilaç geliştirme sürecine yardımcı olmasını ummaktadır.
25 farklı kanser türünü temsil eden bu hücreler, artık dünya genelindeki kanser araştırmacılarının kullanımına sunulmuştur. Proje, bugün Nature dergisinde yayımlanan yeni bir makalede tanımlanmıştır ve yirmiden fazla kurumdan katkıda bulunanlar bulunmaktadır.
Modeller, Ulusal Kanser Enstitüsü tarafından finanse edilen, hasta kaynaklı doku modellerinin sayısını artırmayı amaçlayan 10 yıllık bir girişimin sonucudur. Bu modellerin çoğu için araştırmacılar, tümör hücrelerini organoidlere dönüştürmüştür — sonsuz bir süre hayatta kalabilen ve orijinal olarak geldikleri tümörlerin genetik ve moleküler özelliklerini taklit eden 3D hücre kültürleri.
Bu tür bir model, araştırmacıların yeni ilaç hedeflerini belirlemelerine ve daha fazla kanser türü için potansiyel yeni tedavileri test etmelerine yardımcı olabilir.
“İnsan genomunun dizilenmesi ve son 20 yılda kanser genomlarının analizi ile birlikte, kanser hedefleri hakkında birçok fikrimiz oldu, ancak bu hedefleri doğrulamak ve ilaç keşif projelerine başlamak için laboratuvarlarda deneysel sistemlere ihtiyacımız var,” diyor Koch Enstitüsü'nde araştırma bilimcisi olan ve çalışmanın kıdemli yazarlarından biri olan Jesse Boehm.
Tümörlerden organoidlere
İnsan Kanser Modelleri İnisiyatifi, Kanser Genomu Atlası'nın tamamlanmasının ardından 2016 yılında başlatılmıştır; bu, kanser büyümesine neden olan genetik değişiklikleri kataloglamak için yapılan bir çabadır.
Atlas projesi için, araştırmacılar binlerce hastadan kanser hücre örneklerini dizilediler. Bu çalışma, tümör genetik profillerinin çeşitliliğinin, o dönemde mevcut olan yaklaşık 1.000 hasta kaynaklı kanser hücre hattı tarafından tam olarak yakalanmadığını ortaya koydu.
“Binin yeterli olmadığını fark ettik, uluslararası topluluğun tüm kanserleri, tüm genotipleri, tüm etnik grupları temsil etmek için çok daha fazla binlerce modele yatırım yapması gerektiğini anladık,” diyor Boehm. “Mevcut modellerin çoğu Avrupa ve Güneydoğu Asya hastalarından gelmektedir ve birçok nadir kanser eksiktir.”
Ulusal Kanser Enstitüsü ve Birleşik Krallık'ın Wellcome Trust'ı tarafından finanse edilen yüzlerce bilim insanı, hasta örneklerini elde etme ve bunları araştırma için kullanılabilecek hücre hatlarına dönüştürme sürecine katılmıştır.
“Bu büyük bir girişim oldu ve bu Nature makalesi, o 10 yıllık faaliyetlerin birikimidir,” diyor Boehm.
Çalışmaya katılan hastanelerden 2.700'den fazla tümör örneği, hücrelerinin araştırma için kullanılmasına izin veren hastalardan elde edilmiştir. Bu örnekler, Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve Hollanda'daki hastaneler tarafından toplanmıştır.
“Bu ölçekli bir kaynak, genellikle sahne arkasında gerçekleşen sistematik bir çabaya bağlıdır,” diyor Koch Enstitüsü'ndeki Yüksek Verimli Bilimler (HTS) platformunun bilimsel direktörü ve çalışmanın baş yazarlarından biri olan Mushriq Al-Jazrawe. “Katılımcı enstitülerdeki teknik ve bilimsel ekiplerin dikkatli, uzman çalışmaları, hasta tümör örneklerini iyi tanımlanmış modellere ve araştırmacıların her yerde güvenle kullanabileceği verilere dönüştürüyor, bu nedenle özellikle minnettarım.”
Bu örneklerin çoğu, akciğer, karaciğer ve pankreas gibi yaygın görülen kanserlerden gelmektedir, ancak safra kesesi ve ince bağırsak tümörleri gibi yaklaşık 150 nadir türü de içermektedir.
Bu örnekleri laboratuvar ortamında sonsuz bir süre hayatta kalabilen hücrelere dönüştürmek için, araştırmacılar hücreleri özel büyüme ortamlarında bir iskeletle kültürleme teknikleri geliştirmiştir. Genel olarak, araştırmacılar aldıkları hasta örneklerinin yaklaşık üçte birini başarıyla dönüştürebilmiştir.
Bu yeni modellerin çoğu, bazı durumlarda hücrelerin geldiği dokunun yapısını daha yakın bir şekilde
