Background: Bladder cancer ranks among the top ten most common tumor types worldwide and represents a growing healthcare problem, accounting for a large part of total healthcare costs. Chemotherapy is effective in a subset of patients, while causing severe side effects. Tumor pathogenesis and drug resistance mechanisms are largely unknown. Precision medicine is failing in bladder cancer, as bladder tumors are genetically and molecularly very heterogeneous. Currently, therapeutic decision-making depends on assessing a single fragment of surgically acquired tumor tissue.
Objective: New preclinical model systems for bladder cancer are indispensable for developing therapeutic strategies tailored to individual patient and tumor characteristics. Organoids are small 3D tissue cultures that simulate small-size organs "in a dish" and tumoroids are a special type of cancer organoid (i.e., malignant tissue).
Materials and methods: Since 2016, we have collaborated with the renowned Hubrecht Institute to provide proof of concept of tissue-based bladder tumoroids mimicking parental tumors. We have developed a living biobank containing bladder organoids and tumoroids grown from over 50 patient samples, which reflect crucial aspects of bladder cancer pathogenesis.
Results: Histological and immunofluorescence analysis indicated that the heterogeneity and subclassification of tumoroids mimicked those of corresponding parental tumor samples. Thus, urothelial tumoroids mimic crucial aspects of bladder cancer pathogenesis.
Conclusion: Research with urothelial tumoroids will open up new avenues for bladder cancer pathogenesis and drug-resistance research as well as for precision medicine approaches.
Zusammenfassung: HINTERGRUND: Blasenkrebs gehört zu den 10 häufigsten Tumorarten weltweit und ist ein zunehmendes Problem, da es für einen großen Teil der Gesamtkosten des Gesundheitswesens verantwortlich ist. Chemotherapie wirkt bei einer Untergruppe von Patienten, verursacht aber schwere Nebenwirkungen. Tumorpathogenese und Mechanismen der Medikamentenresistenz sind weitgehend unbekannt. Präzisionsmedizin versagt beim Blasenkrebs, weil Blasentumoren genetisch und molekular sehr heterogen sind. Derzeit hängt die Therapieentscheidung von der Beurteilung eines einzigen Fragments von chirurgisch gewonnenem Tumorgewebe ab. ZIEL: Neuartige Systeme präklinischer Modelle für Blasenkrebs sind unverzichtbar für die Entwicklung therapeutischer Ansätze, die auf den einzelnen Patienten und dessen Tumorcharakteristika zugeschnitten sind. Organoide sind kleine 3‑D-Gewebekulturen, die Miniorgane in einer Petri-Schale simulieren, und Tumoroide stellen einen speziellen Typ eines Krebsorganoids dar (d. h. malignes Gewebe).
Material und methoden: Seit 2016 kooperiert die Arbeitsgruppe des Autors mit dem angesehenen Hubrecht Institute (Utrecht, Niederlande) zur Entwicklung einer Proof-of-Concept-Studie zu gewebebasierten Blasentumoroiden mit Imitation des ursprünglichen Tumors. Dazu wurde eine lebende Biobank mit Blasenorganoiden und Tumoroiden aus mehr als 50 Patientenbiopsien angelegt, womit entscheidende Aspekte der Pathogenese von Blasenkrebs erkennbar werden.
Ergebnisse: Histologische und Immunfluoreszenzuntersuchungen ergaben Hinweise darauf, dass die Heterogenität und Unterklassifizierung von Tumoroiden eine Imitation der entsprechenden Ergebnisse bei den ursprünglichen Tumorbiopsien darstellten. Folglich imitieren urotheliale Tumoroide entscheidende Aspekte der Pathogenese von Blasenkrebs.
Schlussfolgerung: Die Forschung an urothelialen Tumoroiden wird sowohl neue Zugänge zur Pathogenese von Blasenkrebs und zur Erforschung der Medikamentenresistenz als auch zur Ansätzen in der Präzisionsmedizin eröffnen.
Keywords: Drug resistance; Organoids; Precision medicine; Urothelial cancer.
© 2021. The Author(s).