Un’iniziativa scientifica internazionale della durata di dieci anni, la Human Cancer Models Initiative lanciata nel 2016 sotto la guida del Koch Institute del MIT, del Broad Institute, del Dana-Farber Cancer Institute e del National Cancer Institute, ha portato alla creazione di quasi 700 nuovi modelli di tessuto tumorale umano, resi ora disponibili per la comunità scientifica globale attraverso una pubblicazione sulla rivista Nature.
Il progetto, finanziato principalmente dal National Cancer Institute statunitense e dal Wellcome Trust britannico, è nato per superare i limiti delle circa 1.000 linee cellulari tradizionali in coltura bidimensionale risalenti agli anni ’50, rivelatesi insufficienti per rappresentare la variabilità genomica, etnica e clinica delle patologie oncologiche. Nel corso dello studio, gli ospedali partner situati negli Stati Uniti, nel Regno Unito e nei Paesi Bassi hanno raccolto oltre 2.700 campioni tumorali da pazienti che hanno fornito il consenso alla ricerca.
I laboratori sono riusciti a convertire circa un terzo dei campioni ricevuti in linee stabili e in organoidi, ovvero strutture cellulari tridimensionali coltivate su scaffold in gelatina capaci di replicare indefinitamente le caratteristiche genetiche, la sequenza RNA e le modificazioni epigenomiche del tumore d’origine. I modelli coprono 25 tipologie di cancro, includendo neoplasie diffuse come quelle al polmone, al fegato e al pancreas, oltre a circa 150 varianti rare, tra cui i tumori della cistifellea e dell’intestino tenue.
Sulle applicazioni cliniche di questi strumenti, Jesse Boehm, ricercatore del Koch Institute e tra gli autori principali della pubblicazione, ha spiegato: “Dal sequenziamento del genoma umano e dall’analisi dei genomi oncologici negli ultimi vent’anni, abbiamo avuto molte idee sui bersagli terapeutici contro il cancro, ma abbiamo bisogno di sistemi sperimentali in laboratorio per convalidare tali bersagli e avviare progetti di sviluppo di nuovi farmaci. La disponibilità di circa 2.000 modelli complessivi costituisce una base di partenza per rappresentare l’eterogeneità dei pazienti.”
Sul piano operativo e metodologico, Mushriq Al-Jazrawe, direttore scientifico della piattaforma High Throughput Sciences del Koch Institute, ha dichiarato: “Una risorsa di queste dimensioni dipende da quel tipo di lavoro sistematico che spesso si svolge dietro le quinte. Sono particolarmente grato ai team tecnici e scientifici di tutti gli istituti partecipanti, il cui lavoro attento ed esperto trasforma i campioni tumorali dei pazienti in dati e modelli ben caratterizzati, che i ricercatori di tutto il mondo possono utilizzare con sicurezza”.
Tutti i modelli sviluppati sono stati depositati presso l’American Type Culture Collection (ATCC) e integrati con dati sulle mutazioni ereditarie e sui trattamenti somministrati ai pazienti originari. In due studi correlati apparsi su Nature, i ricercatori del Broad Institute e del Sanger Institute hanno mappato vulnerabilità genetiche su centinaia di questi nuovi modelli tramite screening CRISPR e sequenziamento ad alto rendimento, inserendo le informazioni nella banca dati Cancer Dependency Map (DepMap) per accelerare l’individuazione di nuovi bersagli terapeutici.
