Zebrafish Avatars para escolher a melhor terapia oncológica para cada doente – protocolo para cancros do sistema digestivo

A capacidade de distinguir os tumores que beneficiarão de determinado tratamento anti-cancerígeno daqueles que não beneficiarão, continua a ser um desafio nos dias de hoje. Os xenografos derivados do paciente (PDXs), também chamados de “Avatars”, são gerados pela implantação de células ou tecidos tumorais de humanos num animal hospedeiro.

Muitos dos modelos Avatar foram desenvolvidos para serem usados como plataforma de triagem de fármacos, na investigação do cancro e medicina de precisão, principalmente usando modelos de ratinho. No entanto, os Avatares de ratinho requerem um longo período de tempo para o crescimento do tumor, o que não é viável para as primeiras decisões clínicas.

Nesse contexto, o modelo de Avatar de peixe-zebra (zAvatar) tem sido reconhecido como um modelo promissor para testar diretamente as células de pacientes com terapias oncológicas. Os zAvatars são um modelo muito atrativo e vantajoso devido a inúmeras características, nomeadamente a necessidade de um reduzido número de células transplantadas, não sendo necessário a prévia expansão in vitro; e, mais importante, menor tempo, pois o ensaio demora ∼2 semanas. Além disso, permite a avaliação de outras características do tumor, tais como a sua proliferação celular e o seu potencial metastático e angiogénico. Em resumo, os zAvatars são um ensaio in vivo, rápido, e com resolução celular sem precedentes, e que pode ser usado para personalizar o tratamento do cancro, o que pode representar uma nova abordagem complementar no processo de tomada de decisão terapêutica.

O presente artigo descreve os métodos e protocolos de como gerar zAvatars de cancro digestivo a partir de amostras de cirurgia e como usá-los para triagem de terapias anti-cancro. Descrevemos as etapas para a colheita e criopreservação de amostras, preparação das células e microinjeção, administração de fármacos e análise do comportamento do tumor por microscopia confocal. O nosso objetivo é divulgar para ajudar a comunidade a utilizar o modelo da forma mais correta e reprodutível.

Autores e Afiliações:

Bruna Costa; Marta Estrada, Mariana Barroso e Rita Fior.

Champalimaud Research, Champalimaud Foundation, Lisbon, Portugal.

Abstract:

Patient-derived xenografts (PDXs), also called “avatars,” are generated by the implantation of human primary tumor cells or tissues into a host animal. Given the complexity and unique characteristics of each tumor, PDXs are models of choice in cancer research and precision medicine. In this context, the zebrafish PDX model (zPDX or zAvatar) has been recognized as a promising in vivo model to directly challenge patient cells with anti-cancer therapies in a personalized manner. The assay relies on the injection of tumor cells from patients into zebrafish embryos to then test and identify the best available drug combination for a particular patient. Compared to mouse PDXs, zAvatar assays take less time and do not require in vitro or in vivo cell expansion. The present article describes how to generate zAvatars from resected digestive cancer from surgeries and how to then use them for anti-cancer therapy screening. We describe the steps for tumor sample collection and cryopreservation, sample preparation and fluorescent labeling for microinjection into zebrafish embryos, drug administration, and analysis of tumor behavior by single-cell confocal imaging. We provide detailed protocols and helpful tips for performing this assay, and we address the technical challenges associated with the workflow.

Revista: Current Protocols

Link: https://currentprotocols.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cpz1.415