Prueba de quimiosensibilidad

Quimiosensibilidad , también quimiosensibilidad , quimiorresistencia opuesta , prueba de respuesta tumoral individual ITRT , son términos para la sensibilidad o insensibilidad de las células cancerosas a un agente quimioterapéutico . Antes del tratamiento individual del cáncer, se deben registrar las sensibilidades o resistencias adecuadas con pruebas in vitro . Estas pruebas siguen siendo actualmente objeto de investigación universitaria y solo se utilizan en clínicas en casos excepcionales.

antecedentes

Incluso si los estudios clínicos determinan qué forma de terapia es mejor para un grupo de pacientes, la respuesta individual de un paciente específico solo se puede determinar después de que haya comenzado la quimioterapia. Los tumores sólidos, en particular, responden a la quimioterapia en solo el 30% de los pacientes. Las terapias ineficaces son caras y cargan al paciente con efectos secundarios tóxicos , pero no tienen ningún beneficio. También pueden causar resistencia (resistencia cruzada) a otros medicamentos. La quimiorresistencia rara vez ocurre con todos los fármacos en un paciente al mismo tiempo. Por tanto, la dificultad radica en elegir las sustancias eficaces. Las pruebas de quimiosensibilidad podrían servir como ayuda para la toma de decisiones.

historia

En la década de 1870, Ehrlich y Pasteur experimentaron con sustancias sintéticas y sustancias hechas de microbios. Luego observaron el comportamiento de crecimiento de los microbios cultivados en presencia de estas sustancias fabricadas. Ehrlich también acuñó el término quimioterapia y enfatizó la necesidad de sustancias que sean selectivamente tóxicas . En 1950, Black y Spear publicaron un estudio en el que examinaron la respuesta de los tumores in vitro utilizando un sistema de prueba de reducción de color dependiente de succinato deshidrogenasa . Descubrieron que su sistema de prueba era bueno para predecir la resistencia y peor para predecir sensibilidades. Una versión mejorada con una sal de tetrazolio (MTT) se desarrolló a partir de este sistema de prueba en 1983 . Esta prueba MTT fue utilizada por el Instituto Nacional del Cáncer en su programa de desarrollo y descubrimiento de fármacos contra el cáncer hasta que fue reemplazada por el sistema de prueba Sulforhodamine B.

El segundo enfoque importante también fue desarrollado por Puck y Marcus en la década de 1950. Utilizaron un sistema de cultivo celular a base de agar que favorece preferentemente el crecimiento de células transformadas, mientras que las células no transformadas no proliferan. Sus hallazgos llevaron a la prueba de quimiosensibilidad de células madre tumorales humanas basada en agar hasta 1977. Se utilizaron diferentes términos para esta prueba: ensayo clonogénico , ensayo de células madre tumorales humanas (HTSC) , ensayo clonogénico de tumores humanos o ensayo de formación de colonias . La prueba duró tres semanas; Debido a su complejidad, solo se podía utilizar en uno de cada dos casos.

En la década de 1970 y principios de la de 1980, el centelleo contrarrestó la incorporación de timidina marcada con tritio para medir en células en división en sistemas de cultivo celular. La timidina radiomarcada se ha utilizado desde la década de 1960 para utilizar la proliferación bacteriana. La combinación de cultivos de agar con incorporación de timidina dio como resultado la tercera generación de prueba, que pudo evaluarse en el 85% de las mediciones durante una duración de prueba de cinco días. La prueba fue desarrollada por Kern y sus colegas de la Universidad de Los Ángeles (UCLA). Este procedimiento todavía se utiliza en la prueba CTR.

En 2015, una prueba de quimiosensibilidad basada en esferoides tumorales multicelulares en cáncer de mama tratado con terapia neoadyuvante pudo identificar un fármaco eficaz para el 95,5% de las pacientes.

Otras pruebas miden la vitalidad de las células cancerosas utilizando luminiscencia , fluorescencia u otros tintes . Estos incluyen la prueba de ATP [Kangas et al. (1984)], el ensayo DiSC y los sistemas de ensayo que utilizan los tintes resazurina ( azul alamar ) o fluoresceína . También se trabajaron métodos que podían leer eventos intracelulares específicos cuando una célula muere ( apoptosis ).

Subdivisión

El Instituto Alemán de Documentación e Información Médica (DIMDI) clasifica los sistemas de prueba en el código de operación y procedimiento actualizado de 2012 de la siguiente manera:

  1. Sistemas de prueba que miden la proliferación celular (como ensayo clonogénico, prueba de sulforrodamina B, prueba de CTR ...)
  2. Sistemas de prueba que miden la actividad metabólica de las células (como prueba MTT, prueba ATP ...)
  3. Sistemas de prueba que miden la vitalidad de las células (como la prueba DisC)
  4. Otros sistemas de prueba (modelos de ratón como ensayo de fibra hueca, xenoinjerto de tumor humano, modelos de tumor ortotópico y de metástasis, modelos autóctonos)

Pasos de prueba

Cuatro pasos son los mismos para todos los sistemas en la implementación:

  1. Extracción y procesamiento de tejido tumoral vivo: los tumores sólidos deben ser biopsiados y las células contenidas en ellos luego separadas. La separación se realiza de forma mecánica y enzimática. Dependiendo del sistema de prueba, se necesitan suspensiones unicelulares o microtumores (los llamados esferoides ). Las células leucémicas se aíslan de la sangre o de la médula ósea, generalmente mediante centrifugación en gradiente de densidad .
  2. Incubación : las células tumorales se exponen a los fármacos durante unas pocas horas a semanas, por lo general durante 4 a 6 días.
  3. Lectura: Dependiendo del sistema de prueba utilizado (ver arriba), se miden varias propiedades celulares.
  4. Interpretación: Los datos determinados deben evaluarse e interpretarse para la decisión de tratamiento. En la mayoría de los sistemas de prueba, los fármacos se clasifican como "potencialmente eficaces" o "ineficaces" y, si es necesario, en un nivel intermedio.

Los tumores con una tasa de crecimiento lenta (como el cáncer de mama) son más difíciles de analizar que los tumores con una tasa de crecimiento más alta (como el cáncer de ovario). El tejido tumoral no debe originarse por necrosis y debe alcanzar un medio nutritivo adecuado a tiempo. La contaminación de la muestra y el medio nutritivo con microorganismos imposibilita las mediciones.

Problemas

Dado que las concentraciones y las vidas medias difieren significativamente de las concentraciones de fármaco dentro de un tumor, las pruebas difícilmente pueden producir concentraciones comparables a las del cuerpo. También existen grandes diferencias entre pacientes con el mismo tipo de tumor. En la práctica, todos los sistemas de prueba se basan, por tanto, en la concentración y la semivida en plasma sanguíneo. Estos se utilizan directamente como concentración (con diferentes niveles de dilución) en la prueba o se utilizan para la calibración.

La cuestión se complica cuando los fármacos se administran como profármacos , que primero se metabolizan en el organismo en el fármaco activo (por ejemplo, ciclofosfamida ). Para la prueba, se debe usar la forma activa o el fármaco debe activarse, por ejemplo, con extractos de hígado homogeneizados .

La prueba de quimioterapias combinadas es difícil debido a los efectos sinérgicos de las sustancias. En principio, es posible probar quimioterapias combinadas. Sin embargo, probablemente la mejor poliquimioterapia también puede estar compuesta por los fármacos individuales más activos de la prueba.

Influencia celular normal

Los tejidos tumorales son asociaciones heterogéneas que consisten en fibroblastos , células mesoteliales , células endoteliales , células estromales normales no transformadas y células cancerosas . Una prueba confiable solo debe determinar cómo los medicamentos están afectando las células cancerosas. Sin embargo, las células vecinas también juegan un papel importante para las células cancerosas. Se sabe que estas células influyen en el crecimiento de las células cancerosas a través de la producción de factores de crecimiento y citocinas y también que la eficacia de los fármacos se ve modificada por estas estructuras tridimensionales. Un sistema de prueba ideal debería tratar de mantener las interacciones entre las células tumorales y las células vecinas, pero solo para leer los efectos de los medicamentos en las células tumorales. El ensayo clonogénico, la prueba CTR, la prueba DiSC y la prueba ATP utilizan un entorno de prueba en el que las células no se pueden adherir , de modo que se promueve selectivamente el crecimiento de las células tumorales. En este entorno, las células vecinas no se dividen, pero conservan su capacidad para producir citocinas y factores de crecimiento y, por tanto, sostienen las células tumorales. La prueba CTR y la prueba DiSC se desarrollaron en relación con el ensayo clonogénico y la prueba ATP de tal manera que se conservan las asociaciones celulares normales (esferoides).

Heterogeneidad tumoral

Los tumores a menudo consisten en diferentes clones que difieren en términos de antigenicidad , proliferación, grado de diferenciación, probabilidad de metástasis, etc. Cuando se examina el tejido tumoral de diferentes ubicaciones del mismo tumor para detectar quimiosensibilidad o resistencia, se encuentran diferencias en el 20-30% de los fármacos y pacientes examinados. Esto significa que los resultados de las pruebas para tumores sólidos no siempre son resultados representativos de todas las células tumorales. Esta también puede ser la razón por la que es más fácil predecir la quimiorresistencia que las quimiosensibilidades.

Asunción de costes

Las pruebas aún no se han incluido en las pautas médicas para el tratamiento de pacientes con cáncer. Los seguros médicos obligatorios y privados no cubren los costos, a menos que estos exámenes sean realizados por hospitales. Luego, los costos se incluyen en la tarifa plana por caso .

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