Una plataforma de co-cultivo de organoides con baja matriz y células T para la evaluación funcional de los activadores de células T en organoides de cáncer colorrectal derivados de pacientes.

Antecedentes: El cáncer colorrectal (CCR) sigue siendo una de las principales causas de mortalidad relacionada con el cáncer, y las nuevas inmunoterapias basadas en el compromiso de las células T (TCE) requieren modelos preclínicos predictivos que capturen la biología tumoral específica del paciente y las interacciones tumor-inmune. Aunque los sistemas de co-cultivo de organoides derivados del paciente (PDO) e inmunocélulas muestran ser prometedores para evaluar las respuestas a la inmunoterapia, muchos se basan en cultivos incrustados en matriz, lo que limita la escalabilidad y la reproducibilidad.

Por lo tanto, desarrollamos y validamos una plataforma de co-cultivo de organoides y células T con baja concentración de matriz para la evaluación funcional de la actividad de los TCE en modelos de CCR derivados del paciente. Métodos: Se co-cultivaron organoides de CCR derivados del paciente, que representaban diversos antecedentes moleculares y genéticos, con células T CD3+ alogénicas activadas en un formato de suspensión con baja concentración de matriz. Se optimizó la concentración de matriz, la composición del medio, el estado de activación de las células T y la duración del ensayo. Se evaluó la muerte tumoral, la activación de las células T, la secreción de citocinas, la apoptosis y la motilidad mediante citometría de flujo, imagen de células vivas, perfilado de citocinas e inmunofluorescencia.

La plataforma se evaluó utilizando TCEs bispecíficos dirigidos a EGFR y HER2 en 21 modelos de organoides de CCR y múltiples poblaciones de células T derivadas de donantes sanos. Resultados: La optimización identificó una concentración de matriz del 1% y un medio organoide:célula T en una proporción de 1:1 que preservó la integridad del organoide al tiempo que mantenía la viabilidad, la activación y la motilidad de las células T. El flujo de trabajo final permitió un co-cultivo reproducible de organoides maduros de 5 días con células T activadas durante 7 días durante 72 horas. Los TCEs dirigidos a EGFR indujeron la muerte tumoral, la activación de las células T y la secreción de IFN-γ en las combinaciones donante-organoide. El cribado de 21 modelos de organoides de CCR reveló una importante heterogeneidad entre pacientes, con 12 modelos que mantuvieron una viabilidad basal de ≥50% y que permitieron la evaluación funcional de los TCE.

Los TCEs dirigidos a EGFR y HER2 produjeron una potente citotoxicidad dependiente de la dosis, con valores de IC50 que oscilaron entre 0,0188 y 54,77 nM en los modelos sensibles y hasta un 75%-85% de muerte tumoral en los organoides más sensibles. Estas respuestas se acompañaron de un aumento de la secreción de citocinas efectoras.

La imagen en tiempo real confirmó el compromiso dinámico de las células T y la destrucción de los organoides por apoptosis tras el tratamiento con TCE. Conclusiones: Establecemos una plataforma de co-cultivo de organoides y células T con baja concentración de matriz, robusta y escalable, y relevante para el ser humano, para el cribado funcional de los TCE en modelos de CCR derivados del paciente. Al permitir la evaluación integrada de la muerte tumoral, la activación inmune, las respuestas de las citocinas y las interacciones tumor-inmune, al tiempo que se preserva la heterogeneidad entre pacientes, este sistema proporciona un marco de traslación para el desarrollo de la inmunoterapia. La plataforma puede apoyar la priorización de candidatos, el descubrimiento de biomarcadores, la estratificación de pacientes y la evaluación preclínica de terapias que involucran al sistema inmune.