Evaluación de la Eficacia de la Quimioterapia Adyuvante Postoperatoria para el Cáncer de Vejiga Basada en la Tecnología de Organoides.

1. Antecedentes de la investigación (Presentando la justificación y la importancia de este estudio basado en la investigación nacional e internacional actual)

   El cáncer de vejiga es un tumor maligno que se origina en el urotelio de la vejiga y ocupa el primer lugar en incidencia entre los tumores urogenitales en China. Entre ellos, el carcinoma urotelial es el más común, representando más del 90% de los casos de cáncer de vejiga [1]. Clínicamente, basándose en la profundidad de la invasión tumoral en la pared de la vejiga y las características pronósticas, el cáncer de vejiga se clasifica en cáncer de vejiga no músculo-invasivo (NMIBC) y cáncer de vejiga músculo-invasivo (MIBC). El MIBC constituye aproximadamente el 20% de los casos de cáncer de vejiga recién diagnosticados [2-3], pero su pronóstico es significativamente peor que el del NMIBC, con una tasa de supervivencia global (SG) a 5 años de aproximadamente el 60%-70% [4-5].

   Para pacientes con enfermedad en estadio T2~T4a sin metástasis a distancia, la cistectomía radical (RC) suele ser el tratamiento estándar [2-3]. Sin embargo, para pacientes de alto riesgo con enfermedad pT3-pT4 y/o estado pN+ M0, la tasa de supervivencia a 5 años tras la RC es solo del 25-35% [2, 6-8]. Por lo tanto, combinar la terapia sistémica con la cirugía juega un papel crucial en la reducción de las tasas de progresión tumoral. Múltiples estudios retrospectivos han demostrado que la quimioterapia adyuvante después de la RC puede retrasar la recurrencia y mejorar la supervivencia global, proporcionando un beneficio clínico. Skinner et al. [9] informaron el primer ensayo aleatorizado, que demostró beneficios para el grupo de quimioterapia adyuvante en términos de supervivencia libre de enfermedad (SLE) (51% vs. 34%) y supervivencia global (44% vs. 39%, n.s.) a los 5 años. Otro ensayo aleatorizado prospectivo informado por Freiha et al. investigó el beneficio de la quimioterapia adyuvante CMV después de la RC en 50 pacientes con enfermedad pT3b-T4, N0/+, M0 [10]. En consecuencia, las guías recomiendan quimioterapia adyuvante para pacientes de alto riesgo con enfermedad pT3~pT4 o metástasis ganglionar [11]. Actualmente, los fármacos de quimioterapia adyuvante comúnmente utilizados para el cáncer de vejiga incluyen: cisplatino, gemcitabina, metotrexato, vinblastina, doxorrubicina, paclitaxel... Sin embargo, la variedad de fármacos de quimioterapia y los diferentes métodos de administración conducen a que la selección del régimen de tratamiento a menudo dependa de la experiencia clínica de los médicos o de hallazgos de investigación específicos, careciendo de un estándar unificado, y caracterizándose por el empirismo y la aleatoriedad. Además, algunos pacientes muestran resistencia intrínseca a ciertos agentes quimioterapéuticos. Para cuando la evaluación clínica confirma la insensibilidad de un paciente al fármaco aplicado, a menudo ya han ocurrido graves efectos secundarios tóxicos, potencialmente incluso conduciendo a resistencia multifármaco (MDR), privando así al paciente de la oportunidad de elegir tratamientos alternativos. Por lo tanto, cómo evaluar la respuesta a la quimioterapia, evitar fármacos primariamente resistentes y seleccionar directamente agentes altamente sensibles para lograr una quimioterapia individualizada se ha convertido en un punto caliente de investigación.

   La realización de un tratamiento preciso del cáncer depende en gran medida de las pruebas de sensibilidad a fármacos. A través de experimentos de cribado precisos e individualizados de fármacos de quimioterapia, se puede identificar el régimen de tratamiento más efectivo y menos tóxico para cada paciente antes de que comience la terapia. Desarrollar planes de quimioterapia específicos para el paciente representa una nueva dirección de investigación para lograr un tratamiento de precisión en el cáncer de vejiga y mejorar la eficacia de la quimioterapia. Anteriormente, los modelos preclínicos más comúnmente utilizados eran las líneas celulares tumorales tradicionales y los modelos de xenoinjerto derivado de paciente (PDX). El cultivo de líneas celulares tumorales es simple pero insuficiente para simular el estado de crecimiento de las células tumorales dentro del cuerpo del paciente, y los fármacos cribados utilizando este sistema tienen un bajo valor de aplicación clínica. Aunque los modelos PDX pueden simular las características tumorales in vivo y preservar el microambiente tumoral, tienen limitaciones significativas, como tasas de injerto estable relativamente bajas, ciclos de modelado y evaluación largos (seis meses a un año), siendo laboriosos y consumiendo mucho tiempo, lo que dificulta su generación y utilización para cribado de fármacos de alto rendimiento [12-15]. Por lo tanto, para desarrollar estrategias de tratamiento y prevención más personalizadas adaptadas a las características genéticas, ambientales y de estilo de vida únicas de un individuo, minimizando riesgos y optimizando los resultados de la intervención médica, es imperativo desarrollar modelos de prueba de sensibilidad a fármacos que puedan simular la heterogeneidad y complejidad del cáncer de vejiga.

   Los organoides, específicamente los Organoides Derivados de Paciente (PDOs), son estructuras organotípicas tridimensionales formadas a través del autoensamblaje de células madre in vitro. Pueden diferenciarse en múltiples tipos celulares específicos de órganos y exhibir interacciones célula-célula, interacciones célula-matriz extracelular y organización espacial, reproduciendo así funciones y estructuras clave de órganos humanos reales in vitro mientras mantienen características fenotípicas y genéticas estables. En comparación con las líneas celulares tumorales bidimensionales y los modelos PDX, los organoides tumorales pueden cultivarse directamente a partir del tejido propio del paciente. Estos organoides pueden replicar efectivamente propiedades clave del tumor primario, preservar la morfología patológica y los mecanismos biológicos del tejido del paciente, retener la heterogeneidad tumoral y un microambiente tumoral más auténtico, y tienen la ventaja de un ciclo de crecimiento corto [16]. Esto facilita su uso para pruebas de sensibilidad de fármacos de quimioterapia, agentes dirigidos molecularmente, anticuerpos antitumorales, etc., en pacientes con cáncer clínico, prediciendo la respuesta del paciente a los fármacos, y tiene potencial para ayudar en la toma de decisiones de tratamiento clínico.

   En 2018, un estudio publicado en Science informó el uso de organoides de cáncer gastrointestinal metastásico para pruebas de sensibilidad a fármacos [17]. Este estudio comparó y analizó las diferencias en sensibilidad a una serie de fármacos dirigidos y quimioterapéuticos entre 21 pacientes clínicos y sus PDOs correspondientes, demostrando una fuerte consistencia entre ambos. En comparación con los resultados terapéuticos reales de los pacientes, las predicciones de los PDOs fueron robustas (sensibilidad 100%, especificidad 93%, valor predictivo positivo 88% y valor predictivo negativo 100%). En 2020, Yao Y et al. [18] utilizaron tejidos de biopsia de 112 pacientes con cáncer de recto localmente avanzado para construir 96 organoides de cáncer de recto. Ochenta de estos fueron seleccionados para probar su respuesta a la quimiorradioterapia, y los resultados mostraron que la sensibilidad de los organoides de cáncer de recto a la quimiorradioterapia fue altamente consistente con las respuestas clínicas de los pacientes (sensibilidad 78%, especificidad 92%, precisión 84%). Posteriormente, la consistencia entre la respuesta a fármacos de los PDOs y la respuesta clínica del paciente también se ha observado en cáncer gástrico, cáncer de mama y otros tumores. Yan HHN et al. [19] establecieron un biobanco de organoides de cáncer gástrico utilizando tejidos tumorales, tejidos normales adyacentes y muestras de metástasis ganglionar de 34 pacientes con cáncer gástrico. Entre ellos, dos casos desarrollaron metástasis y recibieron terapia de combinación postoperatoria con cisplatino y 5-FU, ambos mostrando buenas respuestas. Otro caso recibió quimioterapia preoperatoria y no mostró respuesta a la capecitabina postoperatoria. Investigando la sensibilidad de los PDOs de estos tres casos a los compuestos correspondientes, se reveló que la sensibilidad a fármacos de los PDOs fue completamente consistente con las respuestas clínicas de los respectivos pacientes. Guillen KP et al. [20] generaron modelos PDX y PDO a partir de muestras tumorales de pacientes con cáncer de mama con resistencia a la terapia endocrina, recurrencia y metástasis, y realizaron análisis histomorfológicos, genómicos y de sensibilidad a fármacos en estas muestras. Los resultados indicaron que tanto los modelos PDX como los PDO de cáncer de mama reprodujeron altamente la biología tisular y la genómica de sus tumores de origen, y sus respuestas a fármacos antitumorales fueron consistentes. En este estudio, una paciente con cáncer de mama triple negativo en estadio IIA desarrolló metástasis hepática aproximadamente un año después de someterse a quimioterapia preoperatoria y cirugía. Los investigadores realizaron pruebas de sensibilidad a fármacos in vitro e in vivo en los modelos PDO y PDX construidos y encontraron que el inhibidor de microtúbulos eribulina tuvo el mejor efecto terapéutico. Basándose en este hallazgo, se guió a la paciente para recibir tratamiento con eribulina, resultando en remisión completa de la metástasis hepática que duró casi 5 meses. Estos estudios proporcionan evidencia preliminar del potencial de los PDOs para guiar el uso clínico de fármacos para pacientes con cáncer. Investigación adicional ha mostrado que al comparar las diferencias de respuesta a fármacos entre organoides normales y PDOs, se pueden identificar fármacos altamente selectivos, lo que puede ayudar a reducir los efectos secundarios tóxicos en pacientes clínicos. Por lo tanto, realizar pruebas de sensibilidad a fármacos a través de PDOs para descubrir el plan de tratamiento farmacológico más adecuado ayudará a mejorar la eficacia clínica para pacientes con cáncer, reducir los efectos secundarios tóxicos, el riesgo de resistencia a fármacos y la probabilidad de recurrencia tumoral, maximizando el beneficio del paciente.

   Por lo tanto, aprovechando modelos de organoides de cáncer de vejiga derivados de pacientes para realizar pruebas de sensibilidad a fármacos para quimioterapia adyuvante en cáncer de vejiga músculo-invasivo, estableciendo un sistema estandarizado de prueba de sensibilidad a fármacos de organoides de cáncer de vejiga, y formulando criterios de cribado para la prueba de sensibilidad a fármacos de organoides de cáncer de vejiga, permitirá la selección de regímenes de combinación de fármacos óptimos. Este enfoque puede ayudar a desarrollar nuevos planes de tratamiento individualizados para aplicación clínica y someterse a validación clínica multicéntrica, logrando finalmente una verdadera "prueba de fármacos avatar".

2. Pregunta de investigación y objetivos (Aclarando las preguntas científicas y los objetivos de investigación)

Pregunta de investigación: Este estudio emplea un diseño de ensayo clínico controlado para comparar las tasas de supervivencia global a uno, tres y cinco años entre un grupo de pacientes que reciben intervenciones guiadas por pruebas de sensibilidad a fármacos de organoides y un grupo de pacientes que reciben tratamiento empírico tradicional. Se utilizará un análisis de supervivencia univariante de Kaplan-Meier para comparar las diferencias en las tasas de recurrencia entre los dos grupos. El estudio tiene como objetivo evaluar el valor de aplicación de los experimentos de sensibilidad a fármacos de organoides tumorales en la guía de quimioterapia para el cáncer de vejiga.

Objetivo de investigación: Al observar la eficacia clínica de la quimioterapia adyuvante guiada por el método de sensibilidad a fármacos de organoides tumorales en pacientes con cáncer de vejiga, este estudio tiene como objetivo evaluar el valor de aplicación de los experimentos de sensibilidad a fármacos de organoides tumorales en la guía de quimioterapia individualizada para el cáncer de vejiga.