Organoidy nowotworowe coraz bliżej zastosowania w onkologii precyzyjnej
Naukowcy z Weill Cornell Medicine opracowali rozbudowaną bibliotekę modeli nowotworów oraz organoidy płuca odtwarzające elementy mikrośrodowiska immunologicznego.
Dwa badania prowadzone przez naukowców z Weill Cornell Medicine pokazują, że organoidy nowotworowe uzyskiwane z materiału pobranego od pacjentów coraz dokładniej odtwarzają biologiczne właściwości guzów. Modele te mogą służyć do poszukiwania nowych wskazań dla istniejących leków, analizowania odpowiedzi układu odpornościowego oraz – w przyszłości – dobierania terapii dla konkretnych chorych.
Organoidy nowotworowe coraz doskonalszym modelem choroby
W dwóch nowych badaniach kierowanych przez naukowców z Weill Cornell Medicine dokonano znaczących postępów w rozwoju organoidów nowotworowych uzyskiwanych z materiału pobranego od pacjentów. Wyniki stanowią kolejny krok w rozwoju medycyny precyzyjnej i wskazują, że organoidy mogą być coraz częściej wykorzystywane jako modele służące do oceniania i optymalizowania terapii przeciwnowotworowych.
Organoidy są trójwymiarowymi skupiskami komórek, które odtwarzają wybrane cechy strukturalne i funkcjonalne narządu, nowotworu albo innego rodzaju tkanki. W przeciwieństwie do klasycznych, dwuwymiarowych hodowli komórkowych mogą lepiej odwzorowywać organizację przestrzenną komórek oraz część biologicznej heterogeniczności badanego guza.
W pierwszym z badań, opublikowanym 26 czerwca 2026 roku w czasopiśmie Science Advances, zespół z Englander Institute for Precision Medicine at Weill Cornell Medicine utworzył bibliotekę 220 organoidów wyhodowanych z próbek nowotworów pobranych od pacjentów po uzyskaniu ich świadomej zgody.
Badacze wykazali, że organoidy przez dłuższy czas zachowywały najważniejsze właściwości guzów, z których pochodziły. Modele te okazały się również obiecującym narzędziem do prowadzenia badań przesiewowych ukierunkowanych na identyfikowanie wcześniej nierozpoznanych możliwości terapeutycznych.
W drugim badaniu, opublikowanym 13 maja 2026 roku w Cell Reports Methods, opracowano organoidy nowotworów płuca zawierające limfocyty T i inne elementy środowiska immunologicznego guza. Mikrośrodowisko to może mieć zasadnicze znaczenie dla odpowiedzi na leczenie, zwłaszcza na immunoterapię.
Najważniejszym wnioskiem z tych badań jest to, że organoidy nowotworowe uzyskiwane od pacjentów stają się bardzo użytecznymi narzędziami onkologii precyzyjnej.
Biblioteka obejmująca 15 typów nowotworów
Biblioteka opracowana w pierwszym badaniu obejmuje 220 organoidów uzyskanych z próbek nowotworowych pochodzących od 190 pacjentów. Reprezentuje ona 15 różnych typów nowotworów, dzięki czemu stanowi wyjątkowo wszechstronną platformę badawczą.
Skala platformy organoidów
Naukowcy przeprowadzili rozbudowaną charakterystykę modeli. Wykazali, że organoidy zachowywały duże i stabilne podobieństwo do guzów macierzystych pod względem obrazu mikroskopowego, mutacji DNA napędzających rozwój nowotworu, wzorców ekspresji genów oraz innych właściwości biologicznych.
Takie podobieństwo jest jednym z podstawowych warunków wykorzystania organoidu jako modelu przedklinicznego. Jeżeli hodowla trójwymiarowa traci kluczowe właściwości guza pacjenta, wyniki badań lekowych mogą nie odzwierciedlać rzeczywistej biologii choroby. W opisywanym projekcie podobieństwo utrzymywało się przez dłuższy czas, co zwiększa praktyczną przydatność platformy.
Organoidy wskazały potencjalnie szerszą grupę chorych wrażliwych na talazoparib
Aby zademonstrować możliwości platformy, badacze wybrali grupę organoidów reprezentujących nowotwory pacjentów, którzy zgodnie ze standardowymi kryteriami klinicznymi nie kwalifikowaliby się do leczenia inhibitorami polimerazy poli(ADP-rybozy), czyli inhibitorami PARP.
Następnie modele poddano działaniu talazoparibu – leku należącego do tej grupy. Znaczną wrażliwość na leczenie stwierdzono w przypadku 58% badanych organoidów. Wynik ten sugeruje, że obecnie stosowane kryteria kliniczne mogą nie identyfikować wszystkich pacjentów, którzy potencjalnie mogliby odnieść korzyść z terapii inhibitorami PARP.
Zespół przeanalizował następnie mutacje i inne właściwości biologiczne związane z wrażliwością organoidów na talazoparib. Badania dostarczyły wskazówek, w jaki sposób w przyszłości można byłoby rozszerzyć kryteria kwalifikowania pacjentów do leczenia. Zidentyfikowano także leki, które w modelach organoidowych synergistycznie nasilały działanie talazoparibu.
Organoidy te wydają się bardzo dobrymi modelami przedklinicznymi guzów, z których zostały uzyskane. Są również praktyczne, ponieważ mogą być wykorzystywane przez długi czas.
Odtwarzanie mikrośrodowiska immunologicznego nowotworu płuca
W drugim badaniu zespół opracował zestaw metod pozwalających wytwarzać organoidy nowotworów płuca pochodzące od pacjentów, które zawierają limfocyty T oraz inne komórki układu odpornościowego naturalnie występujące wewnątrz guza i w jego bezpośrednim otoczeniu.
Biolodzy nowotworów od dawna podkreślają znaczenie mikrośrodowiska immunologicznego dla odpowiedzi na leczenie. Guz nie jest bowiem jednorodną masą komórek nowotworowych. W jego obrębie znajdują się między innymi limfocyty, makrofagi, fibroblasty, elementy macierzy zewnątrzkomórkowej i naczynia krwionośne. Wzajemne oddziaływania pomiędzy tymi składnikami mogą wpływać na progresję choroby, oporność na leczenie oraz skuteczność immunoterapii.
Odtworzenie tych zależności w modelu laboratoryjnym pozostawało jednak poważnym wyzwaniem. Klasyczne organoidy często składają się przede wszystkim z komórek nabłonkowych guza i nie zawierają wszystkich składników jego naturalnego otoczenia.
Badacze opracowali testy pozwalające szybko oceniać aktywność limfocytów T w organoidach poddawanych różnym schematom leczenia. Analizowane terapie obejmowały między innymi inhibitory immunologicznych punktów kontrolnych, które mogą nasilać przeciwnowotworową odpowiedź układu odpornościowego.
Według dr M. Laury Martin wszystkie opracowane testy wykorzystujące tego rodzaju „immunokompetentne” organoidy można skalować na potrzeby badań wysokoprzepustowych. Oznacza to możliwość równoczesnego analizowania wielu leków, dawek lub kombinacji terapeutycznych.
Organoidy jako „awatary” pacjentów
Oba badania pokazują kilka sposobów wykorzystania organoidów nowotworowych uzyskiwanych od pacjentów w badaniach przedklinicznych. Potencjalny zakres zastosowań jest jednak znacznie szerszy.
Jedną z rozważanych możliwości jest wykorzystywanie organoidów jako biologicznych „awatarów” pacjentów uczestniczących w badaniach klinicznych eksperymentalnych terapii. Model uzyskany z guza konkretnej osoby mógłby być poddawany działaniu badanego leku równolegle z leczeniem pacjenta.
Organoidy można wykorzystywać jako „awatary” pacjentów podczas badań klinicznych eksperymentalnych terapii, aby uzyskać wczesny obraz efektów leczenia i działań niepożądanych.
Takie podejście mogłoby pomóc naukowcom we wcześniejszym rozpoznawaniu biologicznych efektów terapii, identyfikowaniu mechanizmów oporności oraz wybieraniu najbardziej obiecujących połączeń leków. Na obecnym etapie pozostaje ono jednak przede wszystkim koncepcją badawczą, która wymaga standaryzacji i potwierdzenia wiarygodności predykcyjnej.
Perspektywa indywidualnego testowania leczenia
Naukowcy przewidują, że w przyszłości technologia organoidów nowotworowych może wspierać wybór leczenia dla poszczególnych pacjentów. Procedura polegałaby na pobraniu próbki guza, wyhodowaniu organoidu, a następnie szybkim przetestowaniu kilku schematów terapeutycznych w celu ustalenia, który z nich najskuteczniej hamuje rozwój komórek nowotworowych.
Tego rodzaju funkcjonalne testowanie wrażliwości mogłoby uzupełniać diagnostykę molekularną. Sekwencjonowanie DNA wskazuje bowiem, jakie zmiany genetyczne występują w guzie, natomiast organoid może potencjalnie pokazać, jak żywe komórki nowotworowe reagują na określony lek albo kombinację leków.
Jak zaznaczył dr Juan Miguel Mosquera, rozwiązanie to może brzmieć jak element literatury science fiction, ale jego wdrożenie nie musi być bardzo odległe.
Co wiemy
- Organoidy mogą zachowywać istotne cechy histologiczne i molekularne guzów pacjentów.
- Modele można wykorzystywać do przedklinicznego testowania leków i ich kombinacji.
- Możliwe jest tworzenie organoidów zawierających limfocyty T i inne składniki mikrośrodowiska immunologicznego.
- Testy wykorzystujące organoidy mogą być skalowane na potrzeby badań wysokoprzepustowych.
Czego jeszcze nie wiemy
- Nie ustalono jeszcze, jak często odpowiedź organoidu będzie trafnie przewidywać odpowiedź kliniczną pacjenta.
- Nie wiadomo, czy organoidy można rutynowo przygotowywać wystarczająco szybko, aby wynik wpływał na wybór aktualnej linii leczenia.
- Potrzebne są wystandaryzowane procedury hodowli, analizy i interpretacji wyników.
- Wyniki przedkliniczne nie zastępują danych dotyczących skuteczności i bezpieczeństwa pochodzących z badań klinicznych.
Finansowanie badań
Badanie opublikowane w Science Advances było częściowo finansowane przez National Cancer Institute oraz National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases, należące do National Institutes of Health, w ramach grantów CA279561 i R01AR077664. Wsparcie pochodziło także z Department of Defense Prostate Cancer Research Program Health Disparity Research Award PC200267, programu 2020 AACR-The Mark Foundation for Cancer Research „Science of the Patient” Grants 20-60-51-GONC oraz Manoogian Simone Foundation.
Badanie opublikowane w Cell Reports Methods uzyskało wsparcie w ramach Research Alliance pomiędzy Eli Lilly and Company a Englander Institute for Precision Medicine. Projekt był również częściowo wspierany przez Center for Translational Pathology działające w Department of Pathology and Laboratory Medicine at Weill Cornell Medicine.
Organoidy pozostają narzędziem przedklinicznym
Opisane wyniki potwierdzają szybki rozwój technologii organoidów nowotworowych i jej znaczenie dla onkologii funkcjonalnej. Modele te mogą ułatwiać identyfikowanie wrażliwości na leki, analizowanie mechanizmów oporności, badanie mikrośrodowiska immunologicznego oraz projektowanie nowych kombinacji terapeutycznych.
Najbardziej ambitnym celem pozostaje wykorzystanie organoidu do wyboru leczenia konkretnego pacjenta. Zanim jednak takie postępowanie stanie się elementem rutynowej praktyki klinicznej, konieczne będzie potwierdzenie, że reakcje obserwowane w hodowli rzeczywiście przewidują skuteczność i bezpieczeństwo terapii w organizmie chorego.
Źródło: Science Advances, „Patient-derived organoids across cancers reveal conserved tumor heterogeneity and actionable therapeutic vulnerabilities”; Cell Reports Methods, „Tumor immune microenvironment reconstitution in patient-derived organoids enables therapy modeling for NSCLC”.
DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.adz3351; https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2026.101339
