Xenoinjerto tumoral

Caracterización de los bancos de xenoinjertos

Trabajar con tumores PDX requiere el establecimiento y mantenimiento de un banco de tumores, que se implantan en ratones y luego se transfieren en serie de generación en generación, a menos que esta cadena de eventos se interrumpa por la congelación de las muestras. Se cree que los PDX reproducen las características morfológicas del tumor original con mayor precisión que los xenoinjertos de líneas celulares establecidas, en términos de perfiles histológicos y genéticos. Reproducen la heterogeneidad de los cánceres humanos y tienen un mayor valor para predecir la respuesta al tratamiento.8-16

Las lesiones inflamatorias son generalmente fáciles de identificar por métodos histológicos. En cambio, en el caso de los tumores, puede ser más difícil determinar si el tumor es el esperado o tiene un origen diferente. En efecto, los tumores murinos pueden desarrollarse en el lugar de los xenoinjertos. La mayoría de estos tumores son linfomas (Fig. 4.2B),11 pero a veces se observan sarcomas de células fusiformes (Fig. 4.2C), y en raras ocasiones también pueden observarse otros tumores murinos, como los de las glándulas mamarias en el tejido subcutáneo de los ratones hembra. También pueden desarrollarse tumores espontáneos o lesiones de tipo tumoral en órganos distantes y pueden interpretarse erróneamente como posibles metástasis (por ejemplo, adenomas de pulmón; Fig. 4.2D). El simple examen morfológico del tejido suele indicar claramente si el tumor es del mismo tipo que el tumor humano original. Esto es particularmente cierto para la mayoría de los xenoinjertos de carcinoma, que tienen una morfología muy diferente a la de los linfomas o sarcomas. Los carcinomas suelen estar formados por células grandes, claramente dispuestas en cordones, túbulos o lóbulos con un intersticio conectivo prominente. Los linfomas (ya sean humanos o murinos) están formados por láminas de pequeñas células redondas con escaso estroma, y los sarcomas están formados por corrientes de células fusiformes. Por lo tanto, es fácil distinguir estos diferentes tipos de tumores a simple vista. El diagnóstico puede ser más difícil si el tumor original es un «tumor azul», un tumor formado por células pequeñas con muy poco citoplasma y un núcleo hipercromático, que aparece profundamente basófilo (de color azul) al microscopio a bajo aumento tras la tinción con hematoxilina y eosina (H&E). Los tumores blásticos, como el retinoblastoma, son tumores típicamente azules. En estos casos, la morfología del tumor puede ser difícil de interpretar, sobre todo porque las características más específicas de algunos tumores, como las rosetas de muchos tumores blásticos, suelen faltar o estar mal representadas en los xenoinjertos. Los tumores anaplásicos, en los que las células tumorales tienen poca o ninguna similitud morfológica con las células normales, también pueden ser difíciles de caracterizar sin técnicas auxiliares. Como se ha dicho, mientras que es relativamente fácil diferenciar el sarcoma del linfoma o del carcinoma bien diferenciado, diferenciar los xenoinjertos de sarcoma de las lesiones inflamatorias o de los sarcomas murinos puede ser un reto, ya que estas lesiones pueden tener una morfología muy similar.6

Cuando se trata de casos difíciles, o simplemente para confirmar que un tumor es realmente de origen humano antes de comenzar un experimento, pueden utilizarse varios métodos diferentes diseñados para revelar proteínas específicas de la especie o secuencias de nucleótidos, basados en la inmunohistoquímica o la hibridación in situ, para identificar células humanas o murinas. La caracterización inmunohistoquímica de las proteínas características de un linaje celular es útil para especificar el tejido de origen del tumor.

Debe prestarse especial atención al posible desarrollo de linfomas humanos en el lugar de injerto de los tumores no linfoides, sobre todo durante la implantación inicial.11 Dichos tumores llevan los marcadores específicos de las células humanas; esto puede llevar a la confusión con un verdadero xenoinjerto si no se realiza un examen morfológico de la lesión. En los estudios PDX, la mayoría de los linfomas humanos observados parecen desarrollarse a partir de linfocitos presentes en la muestra de tejido utilizada para el injerto inicial. Si estas células se infectan con el virus de Epstein-Barr (VEB), los linfocitos B pueden sufrir una transformación para convertirse en células tumorales.17,18 Estas células son eliminadas eficazmente por el sistema inmunitario en humanos inmunocompetentes, mientras que su injerto en ratones inmunocomprometidos permite que las células B malignas se desarrollen y ocupen el lugar del tumor humano inicial.11 También se han descrito algunos casos de linfomas humanos de células T periféricas negativos al VEB en el contexto de los PDX.19 Si el tumor humano original era claramente diferente del linfoma (por ejemplo, un adenocarcinoma), el desarrollo de un linfoma humano es fácil de manejar, ya que un simple examen morfológico es suficiente para mostrar que el tumor que crece en el lugar del injerto no es del tipo esperado y, por lo tanto, debe descartarse. Si el tumor original era un «tumor azul», la demostración de que el tumor encontrado en el lugar del injerto es de origen humano puede llevar a una interpretación errónea en ausencia de una mayor caracterización, ya que este tumor puede ser en realidad un linfoma humano resultante de la transformación maligna de los linfocitos infectados por el VEB presentes en el tumor inicial, como se ha comentado anteriormente.

Cuando se establece un xenoinjerto (los tumores PDX se consideran generalmente estabilizados después de tres a cinco pases20), debe caracterizarse, tanto en términos de su tipo histológico como de su diferenciación. El tipo histológico del tumor suele estar bien conservado en los xenoinjertos, de modo que los carcinomas epidermoides y los adenocarcinomas tubulares, por ejemplo, tienen las mismas características cuando forman PDX.21 Se cree que esta estabilidad fenotípica está relacionada con la estabilidad bioquímica, ya que es poco probable que los cambios bioquímicos marcados den lugar a la conservación de las características morfológicas.6 Por lo tanto, la primera cuestión que debe abordar el patólogo es si el tumor presente reproduce las características morfológicas y bioquímicas de los tejidos parentales.17 Si no lo hace, entonces puede corresponder a un tumor murino, o puede haber habido un cambio importante en el patrón de diferenciación del tumor, lo que requeriría más investigación.8

Sin embargo, en algunos de los trasplantes de primera generación y cada vez más después de pases posteriores, algunos tumores pueden tender a ser menos diferenciados, con menos conductos o acinos en los adenocarcinomas, y mayores tasas de mitosis, pleomorfismo nuclear y atipia.20

Detalles morfológicos específicos pueden cambiar durante los pases seriados, con la adquisición de secreción de mucina o de diferenciación neuroendocrina, por ejemplo, siendo ambos criterios de progresión tumoral en algunos carcinomas (p. ej., cánceres de próstata).22 Del mismo modo, el patrón de diferenciación tumoral puede verse alterado por modificaciones en las condiciones de injerto, con cambios en el estado hormonal del huésped debido a la castración o a la suplementación hormonal, por ejemplo.22

Determinar si la morfología del tumor se conserva tras el injerto, los pases seriados o los experimentos son una de las dificultades a las que se enfrentan los patólogos. En efecto, los xenoinjertos independientes del mismo tumor nunca son estrictamente idénticos, debido a la variabilidad biológica y a la heterogeneidad intratumoral. Incluso diferentes secciones del mismo tumor y diferentes regiones de la misma sección pueden mostrar diferencias morfológicas. Las características morfológicas de las células y sus núcleos, su disposición espacial, el índice mitótico y la presencia de mitosis atípicas, el número de cuerpos apoptóticos y la frecuencia de necrosis, la abundancia de estroma y la vasculatura difieren entre secciones y entre campos. Por lo tanto, el patólogo debe determinar si se conserva el patrón global del tumor y, lo que es más importante, si la histología del tumor xenografiado coincide con la del tumor original del donante. Las clasificaciones internacionales de los tumores humanos deben utilizarse como base de una clasificación patológica precisa de los xenoinjertos, pero se requiere cierto grado de flexibilidad, porque los xenoinjertos nunca reproducen perfectamente la morfología del tumor humano original.

Cuando se hace un seguimiento de los xenoinjertos a lo largo de pases sucesivos o durante los experimentos, los cambios cualitativos, como el cambio de un patrón trabecular a uno tubular, si son reproducibles, pueden considerarse significativos, mientras que los cambios cuantitativos, como las alteraciones del índice mitótico o la cantidad de necrosis, sobre todo si son sutiles, deben interpretarse con gran precaución.

Otra dificultad en los análisis histológicos de los xenoinjertos de tumores resulta de la naturaleza parcialmente subjetiva del análisis morfológico. Si los observadores conocen bien la morfología de un determinado tipo de tumor, su percepción está muy afinada para detectar pequeños detalles que pueden hacerse más evidentes con el tiempo. Es aconsejable seleccionar una muestra de PDX estabilizada que sirva de referencia, para compararla con las nuevas muestras, a fin de garantizar una lectura de los portaobjetos lo más objetiva posible. Un banco digital de portaobjetos virtuales puede facilitar enormemente esta tarea. Si no se detecta ninguna diferencia obvia entre el portaobjetos y la referencia, la lesión puede considerarse «similar»; esto no significa que sean idénticos, sólo que no se detectan cambios morfológicos significativos.

Para la primera muestra observada en un experimento de xenoinjerto, la referencia debe ser una muestra del tumor humano original, o al menos tener una descripción morfológica como la del tumor en cuestión en el informe patológico del paciente. Si no se dispone de tal referencia, el patólogo puede decir simplemente que el tumor es «morfológicamente compatible» con un xenoinjerto de un tumor humano de una categoría determinada.