Patología Molecular Traslacional, Universidad del Centro de Cáncer MD Anderson de Texas
Una entrevista con el profesor Lawrence Kwong, realizada por James Ives, MPsych
Proporcione una descripción general de su investigación sobre el cáncer y los mecanismos que usted y su equipo de investigación buscan abordar con nuevos candidatos a terapia.
Hay dos cosas principales en las que hemos trabajado en el laboratorio con respecto a los estudios de fármacos. Uno es identificar nuevas combinaciones de medicamentos y trabajar en por qué una combinación de medicamentos debería funcionar mejor que cada uno por separado.
En el pasado, hicimos esto para identificar la combinación MEK + CDK4/6 para el melanoma, esperamos usar el mismo tipo de principio para pasar a la etapa de colangiocarcinoma, el colangiocarcinoma es un cáncer de las vías biliares que es bastante raro en el oeste, pero es extremadamente mortal.
En términos de supervivencia, está casi a la altura del cáncer de páncreas, por lo que tenemos una gran necesidad de nuevas terapias. Estamos probando ahora, por ejemplo, varias combinaciones diferentes, que incluyen medicamentos patentados desarrollados aquí MD Anderson, por lo que estamos realmente interesados en atacar desde múltiples ángulos diferentes y de formas novedosas.
¿Cómo ayudan sus estudios de resistencia a los medicamentos en muestras humanas a informar sobre los mecanismos de cómo se produce la resistencia a los medicamentos?
Examinamos muestras de melanoma humano que tenían resistencia a los medicamentos a la combinación que mencioné anteriormente, inhibidores de MEK + CDK4/6, e identificamos una mutación en un paciente. Era una mutación bastante común en el cáncer en general pero, en el contexto del melanoma, en realidad no se ha estudiado bien y no se han identificado buenos objetivos posteriores.
El gen en sí, la proteína en sí, es un objetivo, pero hay algunos problemas con el traslado de esa clase de fármaco a la clínica. Nuestra idea era ir más allá, realizamos algunos ensayos de matriz de proteínas imparciales e identificamos un objetivo de fármaco que era poco común para la mutación que impulsaba la resistencia, y modelamos esto en líneas celulares.
Para ello, utilizamos el sistema de análisis de células vivas IncuCyte® de Sartorius. Una vez que identificamos el fármaco de contrarresistencia, lo combinamos con la combinación MEK+CDK que, si no tuviéramos el IncuCyte, nos habría llevado mucho tiempo hacer todas las combinaciones que queríamos: había sobreexpresado la mutación de resistencia, pero también la versión de tipo salvaje del gen y la GFP de control, por lo que teníamos varias combinaciones diferentes en múltiples líneas celulares que queríamos probar.
El IncuCyte no solo nos permitió hacer eso, sino que también lo usamos para visualizar la apoptosis y la proliferación, lo que también nos proporcionó algunos componentes mecánicos.
¿Cómo afecta la dosis de un tratamiento a la resistencia de las células cancerosas a ese tratamiento? ¿Qué investigación ha realizado sobre la resistencia a la dosis de candidatos a fármacos en muestras humanas?
Esa es una gran pregunta, en este estudio realizamos una curva de dosis de 8 puntos para todo, cada combinación y los medicamentos individuales. El rendimiento fue realmente un gran beneficio. Con la dosificación que usamos, esencialmente, vimos resistencia en todos los ámbitos. No importa qué tan alta fuéramos con la dosis del fármaco, seguíamos viendo resistencia.
así que al menos in vitro Sentimos que necesitábamos algo realmente fuerte como tercer fármaco, y sentimos que el fármaco y el objetivo del fármaco que elegimos son muy buenos.
El fármaco particular que elegimos es uno de los primeros y únicos fármacos que salió para este objetivo, estamos esperando que salgan los fármacos de segunda generación, pero estamos muy contentos con su funcionamiento. Por lo tanto, no tuvimos que aumentar mucho la dosis del fármaco para superar la resistencia hasta cierto punto.
¿Qué investigaciones están realizando usted y su grupo para investigar los biomarcadores del cáncer y los tratamientos novedosos que se dirigen a estos genes?
Vamos a hacer un par de cosas diferentes en el espacio del melanoma como seguimiento de este documento. Lo que planeamos hacer es revisar los archivos de muestras, conocer las muestras que tenemos en el MD Anderson, que son muchos cientos, y hacer un análisis de ADN para ver con qué frecuencia vemos la mutación que encontramos y una vez que las vemos, podemos buscar este marcador aguas abajo que también sirve como objetivo de resistencia a los medicamentos.
Para la investigación del colangiocarcinoma que estamos haciendo, como mencioné, es un cáncer bastante raro, pero descubrimos que teníamos 90 muestras quirúrgicas en el MD Anderson para trabajar y generar una micromatriz de tejido y, con suerte, hacer un análisis de biomarcadores allí. También estamos interesados en desarrollar nuevas combinaciones de medicamentos, incluidos algunos de los medicamentos patentados que tenemos aquí.
¿Cómo informan las imágenes de células vivas su investigación? ¿Cómo se utiliza el sistema IncuCyte?
Creo que lo que más nos gusta del sistema tiene que ver con la forma en que abordo la ciencia en el laboratorio, que es que soy un poco perfeccionista y también evalúo mis propios resultados todo el tiempo.
Siempre pienso en si esto o aquello podría haber salido mal, si es posible que tuviéramos un recubrimiento desigual de las celdas, si es posible que tuviéramos contaminación del pozo y otras posibles variables de confusión.
Este tipo de cosas son muy difíciles de controlar con, por ejemplo, un ensayo de cristal violeta o un ensayo de glo de título celular, pero IncuCyte eliminó esos temores que teníamos sobre estos problemas en su mayor parte.
Podemos volver a los datos y ver si hubo un enchapado desigual, si hubo algún agrupamiento extraño de células en un pozo, y si es así, podemos ver qué sucede si sacamos ese pozo.
Entonces podemos decidir si necesitamos repetir un pozo o una línea celular. Podemos ver si hubo contaminación, que puede no detectarse tan fácilmente si tuviera que revisar todos los pozos bajo un microscopio usted mismo. Tener confianza en los resultados es un gran aspecto.
¿Qué métodos usaba anteriormente para completar su investigación? ¿Qué ventajas tiene el uso de imágenes de células vivas con el sistema IncuCyte?
Principalmente estábamos trabajando con análisis de punto final. Cogeríamos las células a los cuatro días y las teñiríamos con cristal violeta o cell titer glo, usando un lector de placas, que es muy estándar.
Todos ellos tienen sus propios problemas únicos, especialmente porque no puede realizar múltiples análisis como el análisis de apoptosis al mismo tiempo, lo que puede hacer con IncuCyte.
También existe entonces la necesidad de ejecutar un control. La forma en que solíamos controlar la carga es sembrar una placa replicada y agregarle cristal violeta después de 24 horas con la esperanza de que sea una estimación aproximada de qué tan bien se sembraron sus pocillos reales.
Ahora no tiene que hacer eso, podemos saltar a las imágenes cuatro horas después de la siembra para ver qué tan consistentes fuimos, y si no estaba bien, simplemente lo repetimos.
Otra ventaja que no pudimos lograr con nuestros métodos anteriores es la capacidad de investigar los cambios en la morfología celular, especialmente cuando se trata de medicamentos, que fácilmente pueden hacer que las células aumenten de tamaño, hasta tres o cuatro veces, lo que puedo ver ahora ver muy claramente.
¿Qué le gustaría ver incorporado en el sistema IncuCyte en el futuro para ayudarlo a avanzar en su investigación?
Estábamos interesados en ese momento en el IncuCyte® Scratch Wound Cell Migration and Invasion system para ensayos de invasión, porque las cámaras Boyden tradicionales tienen algunas desventajas, incluidas las dificultades para cuantificar la investigación a partir de eso también.
Desafortunadamente, no teníamos los fondos, pero es algo que, si pudiéramos obtener los fondos en el futuro, me encantaría tener.
¿Cuáles son los objetivos futuros de su investigación?
Estamos muy interesados en la metástasis, en varios tipos de cáncer. También trabajamos en cáncer de colon, en menor medida, donde tenemos algunos candidatos a drivers de invasión y metástasis; estaríamos muy interesados en probarlos en el sistema IncuCyte.
¿Dónde pueden los lectores encontrar más información?
Sobre el profesor Lawrence Kwong
- 2007 primer modelo de rata dirigido de cáncer de colon (PNAS)
- 2012 identificación de la combinación MEK+CDK4/6 para el melanoma NRAS (Nat Med), que conduce a un ensayo clínico
- 2015 identificación de patrones de proteínas de resistencia al inhibidor BRAF en muestras humanas (JCI)
- Análisis de secuenciación del exoma completo de 2017 de modelos de melanoma de ratón y resistencia al inhibidor BRAF (Cell Reports)
- Copresidente de 2017 del grupo de análisis de colangiocarcinoma de TCGA (Cell Reports)
- 2017 coautor correspondiente, modelo de ratón con cáncer de colon metastásico (Genes & Dev)
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