DOI: https://doi.org/10.7150/thno.96027
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38855182
تاريخ النشر: 2024-01-01
المؤلف: Dongxi Xiang وآخرون
الموضوع الرئيسي: الأمراض الفيروسية المعدية وتعبير الجينات في الحشرات
نظرة عامة
تمثل الأعضاء المستمدة من المرضى (PDOs) تقدمًا كبيرًا في البحث السريري والترجمة، خاصة في التنبؤ بفعالية العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي. تبرز هذه الفقرة وجود علاقة قوية بين النتائج السريرية وقدرات التنبؤ لـ PDOs، مما يبرز إمكاناتها في الطب الدقيق للسرطان. لتعزيز توحيد اختبار حساسية الأدوية القائم على PDO (DST) وتحسين التواصل العلمي، يقترح المؤلفون نهجًا مدفوعًا بالإجماع من الخبراء لاختيار الأدوية مصممًا لتوقع استجابات المرضى.
علاوة على ذلك، outlines الورقة إرشادات تهدف إلى توضيح وتوصيف DST القائم على PDO، والتي تعتبر ضرورية للتطبيق المتسق في البيئات السريرية. كما يعترف المؤلفون بعدة تحديات رئيسية تظهر في التنبؤات السريرية عند استخدام PDOs، مما يبرز الحاجة إلى الاستمرار في تحسين وتأكيد هذه المنهجيات لتحسين استراتيجيات علاج المرضى.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على ظهور الأعضاء المستمدة من المرضى (PDOs) كتكنولوجيا محورية في أبحاث السرطان، والتي تم التعرف عليها من قبل Nature Methods كواحدة من أفضل عشر تقنيات في عام 2017. تم تطوير PDOs بنجاح لأنواع مختلفة من السرطان، بما في ذلك سرطان القولون والثدي والرئة، وتستخدم بشكل متزايد في البحث الترجمى، وتطوير الأدوية، والطب الشخصي. حدث تقدم ملحوظ في هذا المجال في يوليو 2022 عندما وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على Sutimlimab للتجارب السريرية بناءً على نتائج فعالية قبل السريرية من نموذج العضو على شريحة، مما يمثل علامة فارقة كبيرة في تطبيق الأعضاء لتطوير الأدوية.
تؤكد المقدمة أيضًا على الحاجة الملحة لنماذج قبل سريرية فعالة في ضوء ارتفاع معدلات الإصابة والوفيات بسبب السرطان، كما أفاد المركز الوطني للسرطان في الصين، الذي قدر 4.82 مليون حالة سرطان جديدة وحوالي 2.57 مليون وفاة مرتبطة بالسرطان في عام 2022. تركز الورقة على PDOs المستمدة من الأورام الصلبة، مع الاعتراف بأن تقنيات زراعة الأعضاء من الأورام الخبيثة الدموية لا تزال غير متطورة. تهدف إلى توضيح ثمانية تطبيقات محتملة لـ PDOs في الطب الدقيق للسرطان واكتشاف الأدوية، مما يبرز أهميتها في مواجهة التحديات المتزايدة التي يطرحها السرطان.
نقاش
في قسم النقاش من الورقة البحثية، يتم تسليط الضوء على الأعضاء الورمية، وبشكل خاص الأعضاء المستمدة من المرضى (PDOs)، كأدوات محورية في أبحاث السرطان والطب الشخصي. هذه النماذج ثلاثية الأبعاد (3D) في المختبر مستمدة من أنسجة الأورام وتحافظ على التباين الخلوي والخصائص الجينية للأورام الأصلية، مما يجعلها لا تقدر بثمن للدراسات طويلة الأمد واكتشاف الأدوية. تسهل PDOs استكشاف بيولوجيا الورم، والاستجابات العلاجية، وآليات مقاومة الأدوية، مما يعزز الطب الدقيق من خلال السماح باستراتيجيات علاج مصممة بناءً على ملفات تعريف المرضى الفردية.
تؤكد الورقة على التطبيقات المتعددة لـ PDOs في البحث قبل السريري، بما في ذلك تحديد أهداف دوائية جديدة، وفحص الأدوية، واكتشاف العلامات الحيوية التشخيصية. يمكن أن تعيد PDOs إنشاء البيئة الدقيقة للورم، مما يمكّن الباحثين من التلاعب بالمتغيرات مثل توفر المغذيات والتعرض للأدوية لدراسة آثارها على سلوك الورم. علاوة على ذلك، أظهرت PDOs وعدًا في التنبؤ بالاستجابات السريرية عبر أنواع مختلفة من السرطان، بما في ذلك سرطان القولون والثدي والبنكرياس، مما يعزز من احتمالية تحقيق نتائج علاجية ناجحة. كما يتم مناقشة دمج PDOs في التجارب السريرية، مع وجود أدلة تشير إلى أن اختبار حساسية الأعضاء المستمدة (DST) يتماشى عن كثب مع الاستجابات الفعلية للمرضى، مما يبرز إمكاناتها كعلامات حيوية تنبؤية في البيئات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.7150/thno.96027
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38855182
Publication Date: 2024-01-01
Author(s): Dongxi Xiang et al.
Primary Topic: Viral Infectious Diseases and Gene Expression in Insects
Overview
Patient-derived organoids (PDOs) represent a significant advancement in clinical and translational research, particularly in predicting the efficacy of chemotherapy and radiotherapy. This section highlights a strong correlation between clinical outcomes and the predictive capabilities of PDOs, emphasizing their potential in cancer precision medicine. To enhance the standardization of PDO-based drug sensitivity testing (DST) and improve scientific communication, the authors propose an expert consensus-driven approach for medication selection tailored to predict patient responses.
Furthermore, the paper outlines guidelines aimed at clarifying and characterizing PDO-based DST, which are essential for consistent application in clinical settings. The authors also acknowledge several key challenges that arise in clinical predictions when employing PDOs, underscoring the need for continued refinement and validation of these methodologies to optimize patient treatment strategies.
Introduction
The introduction highlights the emergence of patient-derived organoids (PDOs) as a pivotal technology in cancer research, recognized by Nature Methods as one of the top ten technologies in 2017. PDOs have been successfully developed for various cancer types, including colon, breast, and lung cancers, and are increasingly utilized for translational research, drug development, and personalized medicine. A notable advancement in this field occurred in July 2022 when the US FDA approved Sutimlimab for clinical trials based on preclinical efficacy results from an organoid-on-a-chip model, marking a significant milestone in the application of organoids for drug development.
The introduction also underscores the urgent need for effective preclinical models in light of rising cancer incidence and mortality rates, as reported by the National Cancer Center of China, which estimated 4.82 million new cancer cases and approximately 2.57 million cancer-related deaths in 2022. The paper focuses on PDOs derived from solid tumors, acknowledging that techniques for culturing organoids from hematological malignancies are still underdeveloped. It aims to outline eight potential applications of PDOs in cancer precision medicine and drug discovery, emphasizing their importance in addressing the growing challenges posed by cancer.
Discussion
In the discussion section of the research paper, tumor organoids, specifically patient-derived organoids (PDOs), are highlighted as pivotal tools in cancer research and personalized medicine. These three-dimensional (3D) in vitro models are derived from tumor tissues and maintain the cellular heterogeneity and genetic characteristics of the original tumors, making them invaluable for long-term studies and drug discovery. PDOs facilitate the exploration of tumor biology, therapeutic responses, and the mechanisms of drug resistance, thereby advancing precision medicine by allowing for tailored treatment strategies based on individual patient profiles.
The paper emphasizes the multifaceted applications of PDOs in preclinical research, including the identification of novel pharmacological targets, drug screening, and the discovery of diagnostic biomarkers. PDOs can replicate the tumor microenvironment, enabling researchers to manipulate variables such as nutrient availability and drug exposure to study their effects on tumor behavior. Furthermore, PDOs have shown promise in predicting clinical responses across various cancer types, including colorectal, breast, and pancreatic cancers, thereby enhancing the likelihood of successful therapeutic outcomes. The integration of PDOs into clinical trials is also discussed, with evidence suggesting that organoid-derived sensitivity testing (DST) aligns closely with actual patient responses, underscoring their potential as predictive biomarkers in clinical settings.