Desarrollo y caracterización de un modelo ex ovo para el desarrollo de glioblastoma multiforme

Abstract

El cáncer sigue siendo una de las principales causas de muerte en el mundo. El glioblastoma multiforme (GBM) es el tumor más agresivo y prevalente del sistema nervioso central, con una de supervivencia de tan solo 15 a 18 meses desde su diagnóstico. Pese a que se ha observado que su incidencia varía en relación con factores como la edad, la raza o el sexo, el GBM puede desarrollarse en cualquier persona. Además, la efectividad de los tratamientos tradicionales está condicionada por factores como el microambiente tumoral y el subtipo molecular de GBM que se desarrolle, siendo necesaria la búsqueda de nuevas terapias dirigidas y específicas a cada paciente. Por estos motivos, la presente investigación se centró en el desarrollo de un nuevo modelo preclínico para el estudio del GBM basado en embriones de pollo ex ovo. En base a estudios previos de este grupo de investigación, se seleccionó la línea celular de GBM humana GB-39, para la generación de un xenoinjerto derivado de paciente (PDX) en el cerebro de los embriones de pollo. Los embriones manifestaron un desarrollo morfológico normal en el tiempo que duraron los experimentos y los tumores generados en ellos fueron capaces de injertarse y proliferar, recapitulando las características de los tumores de GBM humanos. Además, el análisis de los marcadores de células microgliales Iba1 y CD11B sí confirmaron una activación moderada de la microglía que se correspondía con la progresión normal del tumor. Los análisis con los marcadores específicos GLAST y CD44, revelaron que los tumores no presentaban patrones de crecimiento invasivos ni infiltración con transición epitelio-mesénquima que pudiera derivar en metástasis. Por último, se llevó a cabo una prueba de concepto, que consistió en la inyección e integración de exosomas, para comprobar el potencial del modelo en el estudio de la vehiculiazación de fármacos. Los datos recogidos en este proyecto confirman que el modelo desarrollado puede ser usado como modelo preclínico para testar in vivo tratamientos contra el GBM humano, pudiendo utilizarse en futuros estudios experimentales en el campo de la biomedicina.

Cancer remains one of the leading causes of death in the world. Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive and prevalent tumor of the central nervous system, reaching a survival period of only 15 to 18 months after diagnosis. Although it has been observed that its incidence varies in relation to factors such as age, race or gender, GBM can be developed by any person. Furthermore, the effectiveness of traditional treatments is conditioned by factors such as the tumor microenvironment and the molecular subtype of GBM, making necessary the search for new targeted therapies specific to each patient. For these reasons, the present research focused on the development of a new preclinical model to study of GBM that is based on chicken embryos ex ovo. According to previous studies of this research group, the GBM human derived cell line GB-39 was selected for the generation of a patient-derived xenograft (PDX) in the brain of chicken embryos. In this study, we observed that the embryos showed a normal morphological development during all experimental process. It was also possible to confirm, by histological and immunohistochemical analysis of the markers KI67, GFAP and S100B, that the PDX-generated tumors were able to engraft and proliferate, recapitulating the characteristics of human GBM tumors. In addition, analysis with GLAST and CD44 specific markers revealed that the tumors did not exhibit invasive growth patterns or infiltration with epithelial-mesenchymal transition that could lead to metastasis. However, analysis of the microglial cell markers Iba1 and CD11B did confirm moderate microglial activation consistent with normal tumor progression. Finally, a proof of concept, consisting of the injection and integration of exosomes, was carried out to test the potential of the model in the study of drug delivery. The data collected in this project confirm that the developed model can be used as a preclinical model to test in vivo human GBM treatments, which will contribute to future experimental studies in the field of biomedicine.