Associação Portuguesa de Investigação em Cancro
Avaliação de novas terapias à base de anticorpos em modelos celulares 3D reconstrutivos do microambiente tumoral
Avaliação de novas terapias à base de anticorpos em modelos celulares 3D reconstrutivos do microambiente tumoral
O tratamento de cancro de mama tem beneficiado do desenvolvimento de várias terapias à base de anticorpos. Contudo, para avaliar corretamente o efeito destas terapias são necessários modelos pré-clínicos capazes de representar as complexas interações que correm dentro do microambiente tumoral (TME). Neste trabalho, desenvolvemos modelos celulares capazes de acomodar diferentes tipos de células (3D-3), ao adicionar uma componente estromal e imunitária a esferoides tumorais multicelulares. Estes modelos foram microencapsulados em alginato e mantidos em agitação, para mimetizar características intrínsecas do TME. Ao tratar os modelos 3D-3 com anticorpos monoclonais de droga-conjugada (ADCs), foi possível observar uma toxicidade direcionada contra células tumorais positivas para HER2, mantendo a viabilidade da componente estromal. Em paralelo, o uso de um anticorpo bloqueador contra o recetor do fator estimulador de colónias 1 (CSF1R) causou um decréscimo na expressão de marcadores anti-inflamatórios e imunossupressores em células imunes. Assim, foi possível demonstrar que os modelos celulares 3D-3 são uma ferramenta de relevância para avaliar o potencial de diferentes agentes terapêuticos à base de anticorpos, direcionadas contra alvos presentes no TME.
Giacomo Domenici*1,2, Nuno F. Lopes*1,2, Gonçalo Trindade1,2, Isabella Ramella Gal1,2, Joan Miret Minard1,2, Sofia P. Rebelo1, Catarina Freitas1,2, Nádia Duarte1,2, Catarina Brito1,2
1 - iBET, Instituto de Biologia Experimental e Tecnológica, Apartado 12, 2780-901 Oeiras, Portugal.
2 - Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Universidade Nova de Lisboa, Av. da República, 2780-157 Oeiras, Portugal.
3 - Department of Chemical, Biological and Environmental Engineering, Universitat Autònoma de Barcelona, Plaça Cívica, 08193 Bellaterra, Spain.
* Equal contribution
Abstract:
Targeted, combinatorial, and immunomodulatory therapies, such as antibody-drug conjugates (ADCs) and immunomodulatory antibodies (Abs), are powerful weapons against tumor cells and immune cells within the tumor microenvironment (TME). Therefore, the evaluation of such therapies should be conducted in pre-clinical models able to recapitulate the complex cellular and molecular crosstalk of the TME. To build-in critical hallmarks of the TME, a breast cancer heterotypic 3D cell model (3D-3) is devised using a microencapsulation strategy with an inert biomaterial (alginate) and agitation-based cultures. Both stromal and immune components are added to multicellular tumor spheroids, therefore fostering cancer-associated fibroblasts (CAFs) and tumor-associated macrophages (TAMs) immunomodulatory interactions. The potential of the methodology to assess Ab-based therapies is then addressed by employing a series of anti-HER2-based ADCs. ADCs induced tumor-cell specific cytotoxicity toward HER2+ breast cancer spheroids while sparing HER2-negative CAFs. In addition, an immunomodulatory blocking Ab against colony-stimulating factor 1 receptor (CSF1R) decreases the expression of immunosuppressive and anti-inflammatory markers in TAMs, like what is previously observed upon in vivo α-CSF1R administration. Collectively, the human TME-based 3D-3 cell model is a suitable tool to evaluate the anti-tumor and immunomodulatory potential of novel antibody-based therapies directed against TME targets, such as cancer cells and macrophages.
Advanced biology
