Modelos celulares tumorais com maior relevância fisiológica são determinantes para ultrapassar actuais limitações na descoberta de novos fármacos

A equipa de investigação do laboratório de Modelos Celulares Avançados na Unidade de Tecnologia de Células Animais, baseada no Instituto de Biologia Experimental e Tecnológica (IBET) e Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB), tem vindo a investir no desenvolvimento de modelos celulares tumorais que mimetizam características inerentes do microambiente tumoral, nomeadamente o seu elevado nível de heterogeneidade e complexa composição celular. Foi já demonstrado em várias publicações que o nicho tumoral desempenha um contributo essencial para a progressão tumoral e para a resposta ao tratamento. Deste modo, a incorporação destes elementos para o design de novos modelos celulares tumorais é essencial para atingir um maior carácter predictivo da eficácia dos fármacos em avaliação.

Se por um lado a implementação de modelos celulares mais complexos para recapitular determinados estadios tumorais parece lógico, por outro lado estes só serão verdadeiramente relevantes e translacionais se forem transponíveis para plataformas industriais em sistemas “high-throughput”, como actualmente acontece com as culturas celulares convencionais em mono-camada.

A equipa liderada pela Dra. Catarina Brito tem vindo a colaborar com vários parceiros industriais com o objectivo de implementar estes modelos celulares em plataformas industriais. Este tem sido o foco do Dr. Vítor Espírito Santo, numa colaboração bilateral com a farmacêutica AbbVie, baseada em Chicago (EUA).

O impacto desta estratégia na investigação pré-clínica e na redução das elevadas taxas de fracasso de fármacos em ensaios clínicos espera-se significativa. Este trabalho descreve os mais recentes desenvolvimentos, salienta os pontos-chave a ter em conta e aponta novas direcções nesta área de investigação.

Autores e Afiliações:

Vítor E. Santo^1,2, Sofia P. Rebelo^1,2, Marta F. Estrada^1,2, Paula M. Alves^1,2, Erwin Boghaert³, Catarina Brito^1,2

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 AbbVie, 1 North Waukegan Road, North Chicago, IL 60064-6098, USA.

Abstract:

There is cumulating evidence that in vitro 3D tumor models with increased physiological relevance can improve the predictive value of pre-clinical research and ultimately contribute to achieve decisions earlier during the development of cancer-targeted therapies. Due to the role of tumor microenvironment in the response of tumor cells to therapeutics, the incorporation of different elements of the tumor niche on cell model design is expected to contribute to the establishment of more predictive in vitro tumor models. This review is focused on the several challenges and adjustments that the field of oncology research is facing to translate these advanced tumor cells models to drug discovery, taking advantage of the progress on culture technologies, imaging platforms, high throughput and automated systems. The choice of 3D cell model, the experimental design, choice of read-outs and interpretation of data obtained from 3D cell models are critical aspects when considering their implementation in drug discovery. In this review, we foresee some of these aspects and depict the potential directions of pre-clinical oncology drug discovery towards improved prediction of drug efficacy.

Revista: Biotechnology Journal

Link: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/biot.201600505/full