Associação Portuguesa de Investigação em Cancro
Zebrafish xenografts as a fast screening platform for bevacizumab cancer therapy
Zebrafish xenografts as a fast screening platform for bevacizumab cancer therapy
A angiogénese (formação de novos vasos sanguíneos e/ou linfáticos a partir de vasos pré-existentes) é considerada uma característica crucial no desenvolvimento tumoral, critica no crescimento do tumor e na sua disseminação metastática. Um dos fatores principais envolvidos neste processo é a molécula VEGF-A, encontrando-se frequentemente sobre-expresso em muitos tumores sólidos.
O bevacizumab é um anticorpo monoclonal utilizado na clínica, cujo mecanismo de ação é neutralizar o VEGF-A humano. Atualmente, o bevacizumab é usado na clínica como terapia única ou em combinação com outras terapias.
No entanto as taxas de resposta para o bevacizumab como monoterapia não são satisfatórias nem consistentes, variando de 5,9% (melanoma metastático), 9,3% (cancro de mama metastático) até 54,8% no glioblastoma. Mais, o tratamento com bevacizumab pode levar a efeitos colaterais graves, como complicações cardiovasculares, hemorragias internas e toxicidade renal.
Estas taxas de resposta baixas devem-se principalmente ao facto de não existir um biomarcador preditivo de resposta/resistência, o que não permite uma seleção correta dos pacientes que realmente poderiam beneficiar da terapia.
Recentemente, desenvolvemos um ensaio no qual colocamos células tumorais humanas em larvas de peixe-zebra – gerando os xenógrafos de peixe-zebra. Com este modelo conseguimos identificar diferentes perfis de resposta a variadas opções terapêuticas em cancro de colón, utilizando não só linhas tumorais humanas comerciais, mas também células tumorais provenientes de pacientes sem qualquer expansão in vitro (gerando os Avatares de peixe zebra).
Este modelo também já demonstrou ser muito útil em estudos de angiogenese tumoral e como teste para avaliar o potencial metastatico das células tumorais. Assim, neste trabalho fomos testar se os xenógrafos de peixe-zebra poderiam funcionar como uma plataforma de triagem para a sensibilidade ao bevacizumab.
Começamos por utilizar linhas tumorais humanas representativas de cancro de mama triplo negativo e cancro colorectal. Em apenas 4 dias, conseguimos avaliar a heterogeneidade de respostas ao tratamento com bevacizumab na angiogénese, potencial metastático, mas também o seu impacto direto na dinâmica tumoral (proliferação celular, morte celular e tamanho tumoral).
Para validar o nosso ensaio, gerámos então os zAvatares i.e xenógrafos de peixe-zebra utilizando células tumorais humanas provenientes de pacientes, e mostrámos que podemos detectar diferentes perfis fenotípicos. É importante ressalvar que procedemos ainda à comparação directa entre a resposta ao bevacizumab de dois doentes com cancro de colón tratados com bevacizumab e a resposta dos zAvatares correspondentes. Ambos os doentes mostraram resistência ao bevacizumab no tumor primário e progrediram (desenvolveram metástases) após o tratamento. Os respectivos zAvatares tiveram o mesmos fenótipo após tratamento com Bevacizumab, i.e mostraram resistência e metastização.
No geral, os nossos resultados sugerem que os zAvatares constituem um promissor modelo in vivo para selecionar os pacientes que poderão beneficiar de tratamento com bevacizumab, de uma maneira personalizada.
Autores e Afiliações:
Cátia Rebelo de Almeida - Champalimaud Centre for the Unknown, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Raquel Valente Mendes - Champalimaud Centre for the Unknown, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Anna Pezzarossa - Champalimaud Centre for the Unknown, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Joaquim Gago - Gastric Unit, Champalimaud Clinical Center, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Carlos Carvalho - Gastric Unit, Champalimaud Clinical Center, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
António Alves - Hospital Prof. Doutor Fernando Fonseca, Pathological Anatomy Service, 2720-276
Amadora, Portugal
Vitor Nunes - Surgery Unit B, Hospital Prof. Doutor Fernando Fonseca, 2720-276 Amadora, Portugal
Maria José Brito - Breast Unit, Champalimaud Clinical Center, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Maria João Cardoso - Breast Unit, Champalimaud Clinical Center, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Joana Ribeiro - Breast Unit, Champalimaud Clinical Center, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Fátima Cardoso - Breast Unit, Champalimaud Clinical Center, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Miguel Godinho Ferreira - Institute for Research on Cancer and Aging of Nice (IRCAN), Université Côte d’Azur, U1081 UMR7284 UNS, 06107 Nice, France
Rita Fior - Champalimaud Centre for the Unknown, Champalimaud Foundation, 1400-038 Lisbon, Portugal
Abstract:
Despite promising preclinical results, average response rates to anti-VEGF therapies, such as bevacizumab, are reduced for most cancers, while incurring in remarkable costs and side effects. Currently, there are no biomarkers available to select patients that can benefit from this therapy. Depending on the individual tumor, anti-VEGF therapies can either block or promote metastasis. In this context, an assay able to predict individual responses prior to treatment, including the impact on metastasis would prove of great value to guide treatment options. Here we show that zebrafish xenografts are able to reveal different responses to bevacizumab in just 4 days, evaluating not only individual tumor responses but also the impact on angiogenesis and micrometastasis. Importantly, we perform proof-of-concept experiments where clinical responses in patients were compared with their matching zebrafish Patient-Derived Xenografts - zAvatars, opening the possibility of using the zebrafish model to screen bevacizumab therapy in a personalized manner.
Revista: Communications Biology
