Il termine ‘organoide’ significa ‘che somiglia a un organo’ e si riferisce a una struttura tridimensionale che, in particolari condizioni, gli scienziati riescono a far crescere e auto-organizzare in laboratorio, a partire da frammenti di tessuto prelevati dall’organismo e contenenti cellule staminali.
Un ‘tumoroide’ o ‘organoide tumorale’ è qualcosa di analogo, ma deriva da campioni di tessuto tumorale prelevati da un paziente oncologico durante l’asportazione chirurgica del tumore o durante una biopsia. Organoidi e organoidi tumorali rappresentano sistemi in vitro che rispecchiano e ricapitolano l’organizzazione spaziale e le modalità di differenziamento che il tessuto d’origine ha in vivo.
Questi sistemi, poiché contengono una popolazione attiva di cellule staminali (normali o tumorali), possono essere propagati ed espansi enormemente, permettendo così una vasta gamma di ricerche.

Le specifiche per lo sviluppo di organoidi variano da tessuto a tessuto. Per ottenere questi sistemi, infatti, è essenziale lavorare in condizioni di coltura che mimino le informazioni necessarie alle cellule per organizzarsi in tessuto. Inoltre, è importante riprodurre i segnali fondamentali per il mantenimento delle cellule staminali. Solo in presenza di queste condizioni, le cellule  sono in grado di proliferare in coltura e di auto-organizzarsi in strutture 3D che possono essere propagate e mantenute per un tempo indefinito.
La ricerca scientifica in questo ambito ha portato alla definizione delle condizioni di coltura per lo sviluppo di organoidi da una varietà di organi umani, in condizioni sia normali sia di malattia.
I partner del progetto PreCanMed lavorano in sinergia per integrare le conoscenze generate finora, per farle avanzare e per crearne di nuove, al fine di sviluppare organoidi tumorali derivati da pazienti con tumori al seno, al polmone e al colon e con mesotelioma. Campioni da questo tipo di tumori verranno prelevati durante gli interventi chirurgici o le biopsie e saranno processati con diversi metodi, al fine di stabilire le condizioni migliori per garantire la crescita e l’espansione degli organoidi.

Gli organoidi tumorali da paziente rappresentano modelli preclinici relativamente nuovi nello studio delle malattie tumorali.
Altri sistemi più comuni e più a lungo utilizzati in questo ambito sono le linee cellulari tumorali e i modelli animali. Questi permettono di realizzare studi approfonditi, ma entrambi non sono sufficientemente rappresentativi delle malattie neoplastiche umane, della loro eterogeneità e dei processi oncogenici che le caratterizzano.
Un’alternativa che sta emergendo è il trapianto di tessuti tumorali umani nel topo (i cosiddetti xenotrapianti tumorali da paziente). Questo modello manifesta tratti fisiologici più simili al tumore d’origine e permette di fare predizioni sulla risposta clinica del paziente alle terapie. L’efficienza di realizzazione degli impianti di tessuto tumorale, però, è bassa; la procedura è molto dispendiosa da un punto di vista economico e prevede tempi lunghi di attuazione.
Gli organoidi tumorali da paziente, invece, rappresentano uno dei sistemi più promettenti per mimare il tessuto tumorale d’origine. Ne ricapitolano, infatti, gli aspetti istologici, il sottotipo tumorale e la risposta ai trattamenti. Si possono generare e propagare con grande efficienza. Possono essere crioconservati in azoto liquido e, dopo scongelamento, possono essere nuovamente utilizzati in ricerca. Potendoli sviluppare a partire da frammenti bioptici o chirurgici di tessuto sia sano sia malato, gli organoidi permettono di realizzare importanti analisi comparative dei tessuti del paziente oncologico.

Questo è ciò che PreCanMed sta realizzando.

I partner del progetto PreCanMed concentreranno le proprie analisi su quella parte del genoma tumorale che contiene le informazioni necessarie alla sintesi delle proteine.
Il metodo del sequenziamento dell’intero corredo di esoni verrà utilizzato con l’obiettivo di rilevare la presenza di varianti del DNA genico in grado di influenzare la progressione della malattia e la risposta alle terapie.
I dati genomici degli organoidi verranno confrontati con i rispettivi profili di espressione genica, ottenuti tramite la tecnologia dei microarray a DNA.
Impronte genetiche e firme molecolari di espressione genica, infine, verranno messe in relazione ai dati clinici dei pazienti.

L'analisi bioinformatica dell’impronta genetica degli organoidi tumorali può portare all’identificazione di particolari vie molecolari coinvolte in aspetti specifici della malattia. Proprio per questo motivo, le vie molecolari individuate potrebbero rappresentare nuovi talloni d’Achille del tumore e, quindi, potenziali bersagli di strategie terapeutiche disegnate sulla base delle caratteristiche molecolari del paziente.
Per ogni organoide tumorale, i partner del progetto PreCanMed identificheranno, prima in silico sulla base delle analisi bioinformatiche, una serie di farmaci potenzialmente efficaci. Poi, verrà testata l’effettiva capacità di questi farmaci di limitare la crescita dell’organoide tumorale.

I campioni tumorali raccolti provengono da pazienti reclutati nello studio osservazionale di PreCanMed, dopo aver ottenuto il loro consenso informato e sulla base di specifici criteri di inclusione.
La collezione comprende frammenti di tessuto malato e di tessuto sano corrispondente, prelevati durante il trattamento chirurgico di pazienti con tumori al seno, ai polmoni e al colon e con mesotelioma.

La biobanca di PreCanMed colleziona tre diverse categorie di dati relativi agli organoidi derivati da pazienti oncologici:

• i dati clinici dei pazienti contenenti informazioni sulla diagnosi, sulle analisi molecolari e istopatologiche effettuate, sulle terapie farmacologiche prescritte o su altri interventi ai quali i pazienti si sono sottoposti, e sulla loro risposta ai trattamenti;
• i dati genomici degli organoidi derivati dai pazienti;
• i profili di espressione genica degli organoidi derivati dai pazienti.

I dati clinici collezionati da PreCanMed sono in forma criptata, in modo da tutelare l’identità e la privacy del paziente.