«Imaginem que una senyora entra a l’hospital i se li diagnostica un càncer d’ovari. Li extreuen el tumor, que és analitzat pel patòleg, i resulta ser del tipus serós d’alt grau. L’oncòleg li administrarà la quimioteràpia que correspongui: en aquest cas, el tractament estàndard és cisplatí i taxol. I nosaltres podem implantar una mostra d’aquest tumor a l’ovari d’un ratolí i aplicar-li el mateix tractament que se li hagi prescrit a la persona. Atès que la vida del ratolí és més curta -el seu cicle vital és de dos anys-, el tumor evolucionarà més ràpid. I això ens pot ajudar a determinar la malignitat del tumor i predir què li passarà a la pacient».
Alberto Villanueva porta dues dècades examinant com els models animals poden contribuir a combatre malalties humanes. És responsable del grup de recerca Resistència farmacològica i Xenografts de l’Institut Català d’Oncologia (ICO) – Institut d’Investigacions Biomèdiques de Bellvitge (Idibell). És especialista en la creació de models tumorals PDX (sigles de l’anglès Personal Derived Xenograft), ratolins experimentals als quals s’implanta un fragment de tumor humà. «Hi ha dues metodologies per fer-ho: pots inserir el tumor a l’esquena de l’animal, de forma subcutània; o bé al mateix òrgan d’origen, de manera ortotòpica. Tècnicament és molt més fàcil el primer mètode que el segon. Però els resultats no són els mateixos». Els implants ortotòpics es comporten d’una manera més similar a l’humà del qual procedeixen, ja que l’efecte de l’ambient sobre el tumor és idèntic a l’original i, per tant, hi ha més correlació de resposta entre el ratolí i el pacient.
Xenograft és l’empelt de teixit d’una espècie en una altra. Ortotòpic vol dir que s’ha fet en el mateix òrgan d’origen
L’equip del doctor Villanueva és especialista en generar xenografts (empelt de teixit d’una espècie en una altra) del tipus ortotòpic. A cada un d’aquests models animals se’l coneix com orthoxenograft i al conjunt d’ells, orthoxenobank. «Hem implantat més de 160 tumors humans d’ovari en ratolins. No tots creixen, òbviament, però tenim taxes d’acceptació força altes: de l’ordre del 70-80%. Hem elaborat un orthoxenobank amb més de 100 orthoxenografts de càncer d’ovari, que és una població prou representativa de la malaltia». És una tècnica molt complexa, però molt útil per investigar els mecanismes d’adquisició de resistència a la quimioteràpia, desenvolupar nous fàrmacs contra el càncer o personalitzar teràpies oncològiques.
Els orthoxenografts serveixen, d’entrada, per orientar el tractament d’un càncer humà a partir del comportament del model animal. El doctor Villanueva parla de medicina personalitzada en temps real. «El primer que fem és implantar el fragment de tumor que ens arriba en el ratolí. Una vegada que el tumor ha crescut –acostumen a trigar entre 3 i 4 mesos–, procedim a extreure’l. Li fem l’anàlisi genètica, buscant mutacions que puguin tenir incidència en el càncer. I criopreservem un trosset, de manera que podríem treure’l del nitrogen 10 anys després i reimplantar-lo per fer-lo créixer de nou. Així podríem tractar possibles recaigudes. La resta del tumor, l’expandim a d’altres animals i podrem anticipar l’evolució del pacient».
Els orthoxenografts serveixen per anticipar esdeveniments futurs i per testar fàrmacs
En cas dels càncers que són sensibles a la quimioteràpia, els orthoxenografts poden servir per anticipar esdeveniments futurs. Els models es tracten de la mateixa manera que el pacient i, si els tumors recreixen, es prova amb ells altres fàrmacs per predir quins serien els més adequats si el pacient també pateix una recaiguda. En el cas dels càncers que no responen a la quimioteràpia, la colònia de ratolins s’utilitza per testar fàrmacs alternatius i tractar de trobar el més el més idoni per combatre el tumor refractari. Els tractaments es trien sempre d’acord al criteri de l’oncòleg i atenent a factors com la genètica del tumor, la seva histologia, etc.
«En el supòsit que aquesta dona amb càncer d’ovari que ha entrat a l’hospital recaigui abans dels sis mesos, ja no se li pot donar cisplatí i taxol, cal buscar un altre tractament. La idea és que l’oncòleg es debati entre diversos fàrmacs, i que nosaltres ja els haguem provat amb els orthoxenografts de la pacient i puguem dir-li al metge quins són els que funcionen. D’altra banda, a l’anàlisi genètica que li haurem fet al tumor podem trobar diverses dianes terapèutiques, i potser per algunes d’elles hi hagi assajos clínics als quals tenim accés. Bé, doncs amb tota aquesta informació elaborem un informe que li fem arribar a l’oncòleg».
«Encara que sembli ciència ficció, ja s’ha dirigit la teràpia d’algun pacient amb aquest mètode»
L’ antiquimiograma –és el nom de l’informe que recull la reacció de la colònia d’orthoxenografts a les alternatives terapèutiques que se li han aplicat– proporciona evidències científiques que permetin definir quina estratègia d’abordatge del càncer té més possibilitats de prosperar. «Encara que sembli ciència ficció, ja s’ha dirigit la teràpia d’algun pacient amb aquest mètode. Jo no puc assegurar-li a la gent que es curarà –i no ho faré mai- perquè, malauradament, el càncer és una malaltia que segueix matant. El que sí puc fer és dir-li al pacient que un tractament li anirà bé o malament en tal percentatge, aproximar-me a cert èxit. Però mai ho podré garantir». El doctor Villanueva es lamenta perquè, actualment, al seu laboratori arriben persones amb càncers en estat molt avançat. «A nosaltres ens resultaria més fàcil intervenir en casos més senzills, amb un recorregut de cinc anys per davant. Ens agradaria que aquest circuit s’anés implementant progressivament, perquè creiem que és veritablement útil. Fins ara ho fem servir sobretot per validar tractaments».
Els orthoxenografts es caracteritzen per conservar les característiques histològiques, genètiques i moleculars del tumor primari, de manera que són capaços de reproduir els seus patrons de creixement i disseminació, així com la resposta al tractament que procuri combatre’l. Atès que hi ha una intensa correlació entre els assajos preclínics in vivo i els assajos clínics en humans, es presenten com un model preclínic òptim per al desenvolupament de fàrmacs antitumorals. «Crear un medicament és un procés molt complex i costós: el desenvolupament d’un fàrmac porta uns deu anys i costa uns mil milions d’euros. Segons un estudi publicat pel National Cancer Institute, l’oncologia és un dels camps on més fracàs hi ha en el desenvolupament de fàrmacs. Un dels arguments addueix que els models que normalment s’utilitzen no s’ajusten a la realitat, perquè el primer que es fa és testar in vitro. Però el que tu observes in vitro no necessàriament es reprodueix in vivo. Moltes vegades aquí està l’error».
«Jo defineixo els orthoxenografts com un link que connecta dues coses: la genètica i la resposta als fàrmacs. Enmig estarien els nostres ratolins».
L’equip del doctor Villanueva ha col·laborat, per exemple, amb la companyia PharmaMar testant un fàrmac contra el càncer d’ovari anomenat lurbinectedina o PM11083. «Si no m’equivoco, és l’únic fàrmac espanyol amb aprovacions FDA i EMA. Es va validar en els nostres models d’ovari resistent refractari. Després ha funcionat en la fase 2 dels assajos clínics i ara va a la 3. És a dir, que un trosset de tumor implantat en ratolins pot servir per identificar teràpies efectives. Segurament s’hagués pogut validar d’una altra manera, però nosaltres hem demostrat que funciona. Jo defineixo els orthoxenografts com un link que connecta dues coses: la genètica i la resposta als fàrmacs. Enmig estarien els nostres ratolins».
L’orthoxenobank de l’ICO-Idibell conté el 90% dels models ortotòpics de tot el continent i forma part, conjuntament amb el VHIO i el CNIO, d’EuroPDx, un consorci de centres de recerca que ha format una xarxa de models clínicament rellevants de càncer humà, en particular de models PDX. Actualment disposa d’orthoxenografts de diversos tipus de càncer: ovari, endometri, colorectals, pulmó, sarcomes, de pàncrees, testiculars de cèl·lules germinals, pell, mama, cap i coll, cèrvix uterí, renals i metàstasi al fetge. «L’objectiu és disposar d’un orthoxenobank per a cada patologia, perquè el càncer és una malaltia molt heterogènia. Per exemple, hi ha quatre subtipus de càncer d’ovari: serós, endometroide, mucinós i de cèl·lula clara. I no haurien de tractar-se tots igual».
Un altre dels projectes de l’equip del doctor Villanueva és, precisament, crear una matriu que ajudi a seleccionar la teràpia òptima segons el subtipus de càncer que es diagnostiqui. «Consisteix en estratificar grups d’acord a les alteracions genètiques. D’aquí resultaria una matriu amb una línia on figurin els subgrups de càncer i una altra, transversal, amb els fàrmacs disponibles. Per a cada un d’aquests subgrups disposem d’uns ratolins en els que provarem els fàrmacs. De manera que quan a algú se li diagnostiqui un càncer, s’analitzi el tumor i es determini per les seves alteracions genètiques que pertany a tal subgrup, nosaltres puguem dir-li a l’oncòleg que per a tal subgrup els que funcionen són tals fàrmacs. Només aquesta informació ja és un avanç important, i suposaria un gran estalvi per al Sistema Nacional de Salut».
Xenopat és una empresa derivada que explora les possibilitats de la implantació ortotòpica
Amb l’objectiu de materialitzar aquests projectes i aprofundir en les possibilitats de la implantació ortotòpica de tumors humans en ratolins va fundar-se Xenopat, una empresa derivada de l’ICO, de l’Idibell i de l’Hospital Universitari de Bellvitge. «Les institucions públiques tenen un percentatge a l’empresa perquè la investigació s’ha fet amb recursos públics. Hem generat coneixement que finalment vam transferir a una companyia per donar-li valor i fer-lo créixer. El treball fet fins al moment és útil per a la indústria –ho hem demostrat amb PharmaMar– i pot ser útil per al Sistema Nacional de Salut si aconseguim, per exemple, implementar el sistema de matrius». El doctor Villanueva va crear-la amb els investigadors August Vidal i Ana Portela, i ofereix serveis a empreses, centres de recerca, metges i pacients. «La nostra prioritat és que Xenopat sigui un proveïdor de medicina personalitzada a temps real. Tot i que, ara mateix, el que ens permet pagar factures és el desenvolupament de fàrmacs».