Avaliação da Eficácia de Medicamentos de Quimioterapia Neoadjuvante Baseada na Tecnologia de Organoides

1. Antecedentes da Investigação (Declarando a Justificação e Significância deste Estudo Combinando o Estado da Investigação Nacional e Internacional)

   O cancro da bexiga é um tumor maligno originário do urotélio da bexiga e ocupa o primeiro lugar em incidência entre os tumores urogenitais na China. Entre estes, o carcinoma urotelial é o mais comum, representando mais de 90% dos casos de cancro da bexiga [1]. Com base na profundidade da invasão tumoral e nas características de prognóstico, o cancro da bexiga é clinicamente classificado em cancro da bexiga não invasivo do músculo (NMIBC) e cancro da bexiga invasivo do músculo (MIBC). O MIBC constitui aproximadamente 20% dos casos de cancro da bexiga recém-diagnosticados [2-3], mas o seu prognóstico é significativamente pior do que o do NMIBC, com uma taxa de sobrevivência global (OS) de 5 anos de cerca de 60%-70% [4-5].

   Para doentes com doença em estadio T2~T4a sem metástase à distância, a cistectomia radical (RC) é tipicamente o tratamento primário. No entanto, apesar de se submeterem a RC e dissecção de gânglios linfáticos pélvicos, cerca de 50% dos doentes acabam por experienciar progressão tumoral devido a metástase disseminada [2-3]. Portanto, combinar terapia sistémica com cirurgia desempenha um papel crucial na redução das taxas de progressão tumoral. A quimioterapia neoadjuvante (NAC) à base de cisplatina foi avaliada pela primeira vez como uma estratégia de tratamento potencial para o MIBC na década de 1980 e mostrou eficácia promissora [6]. Estudos subsequentes associaram a redução de estadio do MIBC induzida por NAC com taxas de sobrevivência melhoradas [7-8]. O ensaio BA06 30894 é o maior estudo de NAC em cancro da bexiga até à data. Neste ensaio, 976 doentes receberam cisplatina, metotrexato e vimblastina (CMV) neoadjuvante ou nenhuma NAC antes de RC e/ou radioterapia. Com um seguimento mediano de 8 anos, o uso de CMV neoadjuvante aumentou a taxa de sobrevivência de 10 anos de 30% para 36% (HR, 0,84; IC 95%, 0,72-0,99; P = 0,037) [9-10]. Para doentes com cancro da bexiga, a NAC pode erradicar ao máximo as células tumorais, reduzir o volume tumoral, baixar o estadio clínico, aumentando assim a chance de ressecção cirúrgica completa, e prevenir a potencial disseminação tumoral causada pela manipulação cirúrgica. Consequentemente, a NAC à base de cisplatina tornou-se o tratamento padrão para doentes com MIBC elegíveis de acordo com a maioria das diretrizes internacionais [11]. Atualmente, os agentes de quimioterapia neoadjuvante comumente usados incluem [12]: cisplatina, gemcitabina, metotrexato, vimblastina, doxorrubicina... No entanto, precisamente devido à variedade de fármacos de NAC e diferentes métodos de administração, a seleção de regimes de quimioterapia muitas vezes depende da experiência clínica dos médicos ou de descobertas de investigação específicas, carecendo de um padrão unificado, e é caracterizada por cegueira, empirismo e aleatoriedade. Além disso, alguns doentes exibem resistência intrínseca a certos agentes quimioterapêuticos. No momento em que a avaliação clínica confirma a insensibilidade de um doente ao fármaco aplicado, já ocorreram efeitos secundários tóxicos graves, potencialmente levando mesmo a resistência multifármaco (MDR), privando o doente da oportunidade de escolher tratamentos alternativos. Portanto, como avaliar a responsividade à NAC, evitar fármacos primariamente resistentes e selecionar diretamente agentes altamente sensíveis para alcançar quimioterapia individualizada tornou-se um ponto quente na investigação de NAC.

   A realização de tratamento preciso do cancro depende em grande parte de testes de sensibilidade a fármacos. Através de testes de triagem de fármacos quimioterapêuticos precisos e individualizados, o plano de tratamento mais eficaz e menos tóxico pode ser determinado para cada doente antes do início da terapia. Propor um regime de quimioterapia adaptado ao doente individual representa uma nova direção de investigação para alcançar tratamento de precisão no cancro da bexiga e melhorar as taxas de resposta à quimioterapia. Anteriormente, os modelos pré-clínicos mais comumente usados eram as linhas celulares tumorais tradicionais e os modelos de xenoenxerto derivados do doente (PDX). Embora a cultura de linhas celulares tumorais seja simples, é insuficiente para simular o estado de crescimento das células tumorais no corpo do doente, e os fármacos triados por este sistema têm baixo valor de aplicação clínica. Embora os modelos PDX possam simular características tumorais in vivo e preservar o microambiente tumoral, têm limitações significativas, como taxas de enxerto estável relativamente baixas, ciclos de modelação e avaliação longos (seis meses a um ano), sendo demorados e laboriosos, tornando-os difíceis de gerar e usar para triagem de fármacos de alto rendimento [13-16]. Portanto, para desenvolver estratégias de tratamento e prevenção mais personalizadas adaptadas às características genéticas, ambientais e de estilo de vida únicas de um indivíduo, minimizando riscos e otimizando resultados de intervenção médica, é essencial desenvolver modelos de teste de sensibilidade a fármacos que possam simular a heterogeneidade e complexidade do cancro da bexiga.

   Organoides, especificamente Organoides Derivados do Doente (PDOs), são estruturas organotípicas tridimensionais formadas através da auto-montagem de células estaminais in vitro. Podem diferenciar-se em múltiplos tipos de células específicas de órgãos e exibir interações célula-célula, interações célula-matriz extracelular e organização espacial, recapitulando assim algumas funções e estruturas chave de órgãos humanos reais in vitro enquanto mantêm características fenotípicas e genéticas estáveis. Comparados com linhas celulares tumorais bidimensionais e modelos PDX, os organoides tumorais podem ser cultivados diretamente a partir do próprio tecido de um doente. Estes organoides podem replicar efetivamente propriedades chave do tumor primário, preservar a morfologia patológica e os mecanismos biológicos do tecido do doente, reter a heterogeneidade tumoral e um microambiente tumoral mais autêntico, e têm a vantagem de um ciclo de crescimento curto [17]. Isto facilita o seu uso para testes de sensibilidade de fármacos quimioterapêuticos, agentes molecularmente direcionados, anticorpos antitumorais, etc., em doentes oncológicos clínicos, prever a resposta do doente aos fármacos, e tem potencial para auxiliar a tomada de decisão de tratamento clínico.

   Em 2018, um estudo publicado na Science relatou o uso de organoides de cancro gastrointestinal metastático para testes de sensibilidade a fármacos [18]. Este estudo comparou e analisou as diferenças na sensibilidade a uma série de fármacos direcionados e quimioterapêuticos entre 21 doentes clínicos e os seus PDOs correspondentes, demonstrando forte consistência entre os dois. Comparado com os resultados terapêuticos reais dos doentes, as previsões dos PDOs foram robustas (sensibilidade 100%, especificidade 93%, valor preditivo positivo 88% e valor preditivo negativo 100%). Em 2020, Yao Y et al. [19] utilizaram tecidos de biópsia de 112 doentes com cancro retal localmente avançado para construir 96 organoides de cancro retal. Oitenta destes foram selecionados para testar a sua resposta à quimiorradioterapia, e os resultados mostraram que a sensibilidade dos organoides de cancro retal à quimiorradioterapia foi altamente consistente com as respostas clínicas dos doentes (sensibilidade 78%, especificidade 92%, precisão 84%). Subsequentemente, a consistência entre a resposta a fármacos dos PDOs e a resposta clínica do doente também foi observada em cancro gástrico, cancro da mama e outros tumores. Yan HHN et al. [20] estabeleceram um biobanco de organoides de cancro gástrico usando tecidos tumorais, tecidos normais adjacentes e amostras de metástase de gânglios linfáticos de 34 doentes com cancro gástrico. Entre estes, dois casos desenvolveram metástase e receberam terapia combinada pós-operatória com cisplatina e 5-FU, ambos mostrando boas respostas. Outro caso recebeu quimioterapia pré-operatória e não mostrou resposta à capecitabina pós-operatória. Investigar a sensibilidade dos PDOs destes três casos aos compostos correspondentes revelou que a sensibilidade a fármacos dos PDOs foi completamente consistente com as respostas clínicas dos respetivos doentes. Guillen KP et al. [21] geraram modelos PDX e PDO a partir de amostras tumorais de doentes com cancro da mama com resistência à terapia endócrina, recorrência e metástase, e realizaram análises histomorfológicas, genómicas e de sensibilidade a fármacos nestas amostras. Os resultados indicaram que tanto os modelos PDX como PDO de cancro da mama recapitularam altamente a biologia tecidual e a genómica dos seus tumores de origem, e as suas respostas a fármacos antitumorais foram consistentes. Neste estudo, uma doente com cancro da mama triplo negativo em estadio IIA desenvolveu metástase hepática aproximadamente um ano após se submeter a quimioterapia pré-operatória e cirurgia. Os investigadores realizaram testes de sensibilidade a fármacos in vitro e in vivo nos modelos PDO e PDX construídos e descobriram que o inibidor de microtúbulos eribulina teve o melhor efeito terapêutico. Com base nesta descoberta, a doente foi orientada a receber tratamento com eribulina, resultando em remissão completa da metástase hepática durando quase 5 meses. Estes estudos fornecem evidência preliminar para o potencial dos PDOs em orientar o uso clínico de fármacos para doentes oncológicos. Investigação adicional mostrou que, comparando as diferenças de resposta a fármacos entre organoides normais e PDOs, podem ser identificados fármacos altamente seletivos, o que pode ajudar a reduzir efeitos secundários tóxicos em doentes clínicos. Assim, realizar testes de sensibilidade a fármacos via PDOs para descobrir o plano de tratamento farmacológico mais adequado ajudará a melhorar a eficácia clínica para doentes oncológicos, reduzir efeitos secundários tóxicos, o risco de resistência a fármacos e a probabilidade de progressão tumoral, maximizando o benefício do doente.

   Portanto, alavancar modelos de organoides de cancro da bexiga derivados do doente para realizar testes de sensibilidade a fármacos de quimioterapia neoadjuvante para cancro da bexiga invasivo do músculo, estabelecer um sistema de teste de sensibilidade a fármacos de organoides de cancro da bexiga padronizado e formular critérios de triagem para testes de sensibilidade a fármacos de organoides de cancro da bexiga, permitirá a seleção de regimes de combinação de fármacos neoadjuvantes ótimos. Esta abordagem pode ajudar a desenvolver novos planos de tratamento individualizados para aplicação clínica e passar por validação clínica multicêntrica, alcançando finalmente verdadeiro "teste de fármacos avatar".

2. Questões e Objetivos de Investigação (Esclarecendo as Questões Científicas e Objetivos de Investigação)

Questão de Investigação: Este estudo emprega um desenho de ensaio clínico controlado para comparar as taxas de sobrevivência global de um ano, três anos e cinco anos entre um grupo de doentes recebendo intervenções guiadas por teste de sensibilidade a fármacos de organoides e um grupo de doentes recebendo tratamento empírico tradicional. A análise de sobrevivência univariada de Kaplan-Meier será usada para comparar as diferenças na sobrevivência global entre os dois grupos. O estudo visa avaliar o valor de aplicação de experiências de sensibilidade a fármacos de organoides tumorais em orientar quimioterapia neoadjuvante para cancro da bexiga.

Objetivo de Investigação: Ao observar a eficácia clínica da quimioterapia neoadjuvante guiada pelo método de sensibilidade a fármacos de organoides tumorais em doentes com cancro da bexiga, este estudo visa avaliar o valor de aplicação de experiências de sensibilidade a fármacos de organoides tumorais em orientar quimioterapia neoadjuvante individualizada para cancro da bexiga.