¿Cuál es el objetivo de realizar estudios para eliminar las células cancerosas en una placa de Petri (in vitro)?

Es posible que esté familiarizado con la idea de “Fallo rápido, falle temprano y falle a menudo”. No desea hundir una tonelada de recursos en una solución solo para descubrir que no funciona. Los biólogos del cáncer tienen toneladas de ideas. No pueden probarlos todos en personas reales.

Los experimentos que usan células en los platos son la mejor manera de fallar rápidamente y (relativamente) económicamente. Un medicamento que mata el cáncer en un plato no es un éxito, simplemente no ha fallado todavía. Puede que no parezca mucho, pero no fallar es el primer (segundo, tercero, cuarto …) paso para tener éxito.

A menudo veo este comic tirado para apaciguar el entusiasmo de la gente y advertir sobre los peligros de la exageración.

Deprimiendo, las personas tienden a interpretar esto como “los estudios in vitro son inútiles” en lugar de “los estudios in vitro deben tener controles experimentales, y tienen limitaciones”. No los culpo, ya que esa segunda oración es el tipo de personas que van a la escuela de posgrado, ¡o Quora! – aprender.

Controles comunes en experimentos diseñados apropiadamente:

• ¿La droga mata selectivamente las células cancerosas? (Pruebe usando la misma cantidad de células cancerosas y no cancerosas. El blanqueador y las pistolas obviamente no pasan esta prueba).
• ¿Estás seguro de que no es causado por lo que estás usando para administrar el medicamento? (Pruebe usando el mismo volumen de solvente, un shRNA no funcional, una nanopartícula que no contenga drogas, etc.)
• ¿El medicamento funciona en múltiples tipos de células cancerosas, no solo en una? (Pruebe usando más de una sola línea celular cancerosa).
• ¿Qué ensayo usaste para medir el “cáncer que mata”? ¿El medicamento interfiere con ese ensayo de alguna manera? (Pruebe usando múltiples ensayos y comprenda cómo funcionan los análisis bioquímicamente).

Limitaciones

• Las células cancerosas cultivadas en los platos son típicamente de líneas celulares establecidas que pueden no representar el cáncer “en la naturaleza”. Las células cultivadas en plástico se han adaptado al plástico, incluso si mantienen las mutaciones originales que causan cáncer. Una sola línea celular cancerosa también puede no reflejar el rango de mutaciones que pueden ocurrir en diferentes pacientes o incluso dentro del mismo tumor.
• El texto alternativo del cómic anterior dice: “Ahora, si mata selectivamente las células cancerosas en una placa de Petri, puedes estar seguro de que es al menos un gran avance para todos los que sufren cáncer de placas de Petri”.
• Los platos no recapitulan muchos aspectos del cáncer:
• Los estudios in vitro generalmente miran solo un tipo de célula, pero los tumores tienen interacciones muy importantes con el sistema inmune, los vasos sanguíneos y los fibroblastos estromales.
• Hipoxia, inflamación y necrosis en tumores
• Dificultad de difusión del fármaco en los centros tumorales debido a la alta presión intertumoral y vasos sanguíneos disfuncionales
• Los platos no representan seres humanos completos.
• Un medicamento que funciona con células cancerosas puede tener toxicidad inesperada en el hígado o el corazón.
• Muchos humanos tienen comorbilidades: diabetes, obesidad, enfermedad cardíaca, insuficiencia renal.

Fortalezas:

• Es mucho más fácil apuntar a mecanismos muy específicos en las células de un plato que en humanos o animales. La falta de complejidad en un estudio in vitro se mencionó anteriormente como una limitación, pero también es una fortaleza en circunstancias en las que no se desea una gran cantidad de partes móviles por las que se debe controlar.
• Relativamente barato y rápido
• Compatible con pantallas de alto rendimiento (es decir, arrojar miles de drogas a miles de platos)

¿Qué nos pueden decir los buenos estudios in vitro ?

Por un lado, permite que las buenas ideas atraigan el interés y eliminen las malas ideas. La inmunoterapia contra el cáncer solo podría despegar después de que fuera posible cultivar células T en los platos y medir la activación inmune. La idea de usar el sistema inmune contra el cáncer ha existido desde 1800, [1] pero solo fue posible probarla in vitro. Recientemente [2] y ahora es un campo muy popular con gran promesa.

Por lo general, el objetivo es comprender un posible mecanismo de acción o brindar apoyo para una idea. Aquí hay un ejemplo de una prueba in vitro . “Presumo que en las células cancerosas con reparación de ADN dirigida por homología comprometida, la inhibición de otros tipos de reparación de ADN conducirá a un daño suficiente del ADN como para ser letal”.

(Esto se conoce como letalidad sintética, la base de una clase de medicamentos actualmente utilizados para tratar el cáncer mutante de mama y ovario BRCA1 / 2 en humanos, ¡así que es una buena idea!)

Para responder a esta pregunta, es posible que desee realizar un estudio largo y costoso en humanos con una reparación defectuosa dirigida por homología (HDR). ¡Pero nadie pagaría por eso sin datos preliminares in vitro al menos sugiriendo que podría funcionar! Primero deberías hacer algo como esto:

… para demostrar que (inhibición: jerga futura) inhibir una enzima reparadora del ADN (usando shPolq) mata diferencialmente diferentes líneas celulares con HDR cada vez más defectuoso (tabla d, de izquierda a derecha: fibroblastos inmortales, cáncer de mama y cáncer de mama con mutante BRCA ) en comparación con un tratamiento de control (shCtrl) [3]. Esto proporciona evidencia de que la inhibición de un mecanismo de reparación del ADN puede matar selectivamente a un tipo específico de células cancerosas.

Ese es un titular tremendamente poco atractivo, por lo que no lo verás en ningún comunicado de prensa o tomas cómicas sarcásticas de estudios in vitro .

Revela la verdad tremendamente poco sexy de que los investigadores deben tener mucho cuidado al diseñar experimentos para obtener información medianamente útil que algún día podría ser la base de una terapia … probada en ratones.

Y luego, algún día, en pacientes humanos!

Notas a pie de página

[1] Las toxinas de Coley – Wikipedia

[2] Cronología de inmunoterapia contra el cáncer – CRI

[3] http://www.nature.com/nature/jou…