El cáncer colorrectal (CCR) es una de las principales causas de muerte relacionada con el cáncer en todo el mundo, lo que subraya la urgente necesidad de estrategias terapéuticas precisas y personalizadas. Globo-H ha surgido como un objetivo glicano clínicamente relevante con una utilidad diagnóstica y terapéutica prometedora en múltiples tipos de cáncer. En este estudio, estratificamos a los pacientes con cáncer colorrectal en grupos Globo-H-alto y Globo-H-bajo utilizando una clasificación basada en la histología, seguida de análisis de secuenciación de ARN para dilucidar las vías de señalización clave asociadas con la sobreactivación de Globo-H. De los 31 genes que se identificaron como cumpliendo con el criterio de histología de Globo-H, DUSP14 (fosfatasa de doble especificidad 14) surgió como un prometedor objetivo farmacológico asociado con la abundancia de Globo-H.
DUSP14 es un objetivo terapéutico poco explorado pero susceptible de ser abordado farmacológicamente. La proteína DUSP14 en las células de cáncer de colon se correlaciona inversamente con la proteína total de quinasa 1 activada por el factor de crecimiento transformante-β (TAK1). La capacidad de DUSP14 para ser un objetivo farmacológico se demostró in vitro utilizando líneas celulares y organoides derivados de pacientes (PDO).
Estos resultados mejoran los marcos diagnósticos actuales y proporcionan una base para el desarrollo de nuevas terapias dirigidas.
Además, se justifican estudios in vivo para evaluar el potencial del direccionamiento de Globo-H en combinación con los regímenes de tratamiento estándar. En general, nuestro trabajo destaca el valor de integrar ensayos funcionales basados en PDO con el perfilado molecular para descubrir y validar objetivos terapéuticos para la teranóstica del CCR.
El cáncer colorrectal (CCR) representa un importante desafío para la salud a nivel mundial, y se encuentra entre las neoplasias más comunes, siendo la segunda causa principal de muerte relacionada con el cáncer en todo el mundo.[1], [2] A pesar de los avances en la detección y el tratamiento, el CCR sigue suponiendo una pesada carga para los sistemas de salud, especialmente en los países de ingresos altos y medios, que representan más del 88% de los casos a nivel mundial.[3], [4] Otro desafío en la oncología del CCR es el aumento de la incidencia de cánceres resistentes a los fármacos, lo que limita la eficacia de los agentes anticancerígenos.[5] Los mecanismos de resistencia a los fármacos pueden variar entre los pacientes con cáncer de colon e incluso cambiar en el mismo paciente con el tiempo. Por lo tanto, se necesitan urgentemente terapias combinadas personalizadas y adaptadas en entornos clínicos. Se propusieron varias estrategias innovadoras para mejorar los resultados terapéuticos y reducir la carga de la enfermedad.[6]
La glicosilación aberrante es una característica distintiva de las células cancerosas que altera con frecuencia las propiedades del tumor.[7] Entre los glicanos alterados resultantes, Globo-H ha surgido como un importante antígeno de carbohidratos asociado al tumor (ACAT).[7], [8] Es abundante en varios cánceres epiteliales, incluidos los tumores de mama, ovario, próstata, colon y pulmón, mientras que está en gran medida ausente en los tejidos adultos normales.[9] Esta observación se reprodujo en varias líneas celulares humanas de cáncer.[9] Los análisis inmunohistoquímicos han confirmado de forma consistente su expresión en diversas neoplasias, con una presencia mínima en los tejidos normales, limitada principalmente a la superficie luminal del epitelio glandular.[10] La expresión selectiva y la correlación con la progresión y la metástasis del tumor hacen de Globo-H un objetivo atractivo para la inmunoterapia.[11] Las observaciones in vitro y basadas en biopsias condujeron al desarrollo de enfoques terapéuticos, como las vacunas basadas en Globo-H (por ejemplo, OPT-822/OPT-821), que demostraron una prometedora inmunogenicidad en ensayos clínicos para el cáncer de mama[12] y otros tipos de cáncer.[13], [14], [15]
Globo-H también se encuentra en la superficie celular de las células madre cancerosas (CMCs), lo que ofrece el potencial de atacar el origen del crecimiento tumoral y reducir la recurrencia.[10] Los estudios in vitro han demostrado que las células con alta expresión de Globo-H exhiben una mayor proliferación y potencial tumorigénico en comparación con las células con baja expresión.[16] Además, se ha identificado que Globo-H es un promotor de la angiogénesis y una molécula de control inmunitario, que influye en las propiedades de las células inmunitarias y endoteliales.[10] Se propuso que Globo-H promovió la inmunosupresión al reducir la señalización de NOTCH1, lo que perjudicó la proliferación de las células inmunitarias.[11] Otro enfoque prometedor que se benefició de la presencia de Globo-H y otros antígenos en la superficie celular (por ejemplo, SSEA3, SSEA4) es que sirven como base para los conjugados anticuerpo-fármaco (ADC).[17] La reciente evaluación clínica de OBI-999, un ADC dirigido a Globo-H, en pacientes con tumores sólidos avanzados subraya aún más su potencial terapéutico.[18], [19]
El presente estudio tiene como objetivo probar el potencial de la heterogeneidad del paciente al tiempo que se buscan objetivos terapéuticos susceptibles de ser atacados con fármacos. Hemos utilizado muestras de pacientes para establecer una plataforma de pruebas de fármacos in vitro utilizando cultivos bidimensionales (2D) y organoides derivados de pacientes (PDO) primarios a corto plazo generados a partir de tumores de colon resecados y tejidos no tumorales adyacentes. Este sistema permitió la evaluación funcional del anticuerpo anti-Globo-H VK9. Correlacionando el perfil de transcriptoma de ARNm con la evaluación histológica de la expresión de Globo-H en muestras de tumores emparejadas, identificamos DUSP14 (fosfatasa de dualidad 14) como un transcrito clave correlacionado con la expresión de Globo-H. La inhibición farmacológica de DUSP14 in vitro redujo el crecimiento celular, y tanto los niveles de activación basales como los experimentos de bloqueo identificaron TAK1 (quinasa activada por el factor de crecimiento transformante-β 1) como una vía de transducción de señales descendente putativa. Este trabajo destaca el valor de combinar modelos derivados de pacientes y enfoques bioinformáticos para descubrir antígenos candidatos y posibles objetivos terapéuticos para el tratamiento y el diagnóstico del CCR.
MATERIALES Y MÉTODOS
Adquisición de muestras
Las muestras de tejido utilizadas para el establecimiento de organoides derivados de pacientes (PDO) y el posterior análisis de tejidos se obtuvieron de pacientes que se sometieron a procedimientos quirúrgicos en la Universidad Otto von Guericke en Magdeburgo. Los especímenes de tejido derivados de pacientes se examinaron y clasificaron meticulosamente en tejido tumoral y no tumoral por un patólogo certificado por la junta, afiliado al Departamento de Patología de la Universidad Otto von Guericke, Magdeburgo.
Inmunohistoquímica
Todos los procedimientos se realizaron en el laboratorio de histología de patología médica. La expresión de Globo H se determinó utilizando el anticuerpo primario VK9. Los protocolos detallados para la inmunohistoquímica (IHC) se proporcionan en el Texto S1. La expresión de Globo-H se analizó en secciones transmurales del carcinoma para el epitelio tumoral en general, el centro del tumor y el borde invasivo, así como para la mucosa del colon no tumoral. Para cada compartimento, se evaluaron cinco campos de potencia (×40; 0,23 mm2 por campo) y se calcularon los valores medios. La expresión se evaluó como el porcentaje de células positivas en cada una de las siguientes categorías de intensidad: 0 a 3+ (0 = negativo, 1+ = débil, 2+ = moderado y 3+ = fuerte). La puntuación H se calculó de la siguiente manera: Puntuación H = [fracción de células con grado de intensidad 1 (%)] + [fracción de células con grado de intensidad 2 (%) × 2] + [fracción de células con grado de intensidad 3 (%) × 3], con un máximo posible de 300 puntos. El umbral de la puntuación H para definir una alta expresión de Globo-H se fijó en VK9-TT ≥30, y los valores
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