O câncer tem muitas faces – 5 maneiras contraintuitivas pelas quais os cientistas estão abordando a pesquisa do câncer para melhorar o tratamento e a prevenção

A maneira como os pesquisadores conceituam uma doença informa como eles a tratam. O câncer é frequentemente descrito como um crescimento celular incontrolável desencadeado por danos genéticos. Mas o cancro também pode ser visto de ângulos que enfatizam a matemática, a teoria dos jogos evolutivos e a física, entre outros.

A biologia molecular trouxe avanços significativos no sentido de tornar possível viver com o cancro como uma doença crónica e não como uma doença fatal. Quadros alternativos, no entanto, podem oferecer aos cientistas conhecimentos adicionais sobre como evitar que os tumores se espalhem por todo o corpo e se tornem resistentes ao tratamento.

Aqui estão algumas lentes não convencionais através das quais os pesquisadores estão vendo o câncer com novos olhos, extraídas dos arquivos do Strong The One.

1. Evolução e seleção natural do câncer

O corpo está longe de ser um país das maravilhas para as células. Cada célula individual compete com trilhões de outras por espaço e nutrientes finitos. Se forem capazes de cooperar de forma suficientemente ordenada, partilhando recursos e dividindo o trabalho, o colectivo funciona eficazmente. As células cancerígenas, no entanto, enganam o sistema: consomem recursos, ocupam tanto espaço quanto possível e recusam-se a morrer.

Desta forma, o cancro pode ser pensado como uma doença evolutiva – estas são células que desenvolveram mutações genéticas para superar os seus vizinhos, e as gerações celulares subsequentes herdam esta vantagem de sobrevivência. As células cancerosas se beneficiam às custas do coletivo até que todo o organismo entre em colapso.

A oncologista Monika Joshi e os patologistas Joshua Warrick e David DeGraff acreditam que compreender a evolução é a chave para compreender o câncer. Os programas de rastreio são eficazes, por exemplo, porque remover um tumor nascente é mais fácil do que tratar um que desenvolveu a capacidade de propagação. Da mesma forma, as células cancerígenas tornam-se resistentes aos tratamentos porque são obrigadas a evoluir ainda mais para sobreviver.

Alguns pesquisadores estão aplicando os princípios da teoria evolutiva dos jogos para reduzir a resistência ao tratamento e otimizar as terapias para crianças.

“A luta contra o cancro é uma luta contra a evolução, o processo fundamental que impulsiona a vida na Terra desde tempos imemoriais”, escreveram. “Esta não é uma luta fácil, mas a medicina fez um progresso tremendo.”

Leia mais: Cada câncer é único – por que diferentes tipos de câncer exigem tratamentos diferentes e como a evolução impulsiona a resistência aos medicamentos

2. Mecânica dos fluidos do câncer

Por mais que o cancro seja uma doença que não respeita fronteiras, as células tumorais ainda são moldadas pelo seu ambiente. Ao contrário das células saudáveis, que percebem quando a sua presença não é desejada, no entanto, as células tumorais não apenas sobrevivem, mas também prosperam em condições estressantes. Células cancerosas isoladas, capazes de se adaptar a ambientes adversos, são aquelas que estabelecem colônias metastáticas e se tornam resistentes ao tratamento.

Embora os pesquisadores tenham se concentrado em como os sinais bioquímicos direcionam as células para se moverem de um local para outro, o ambiente físico de uma célula também afeta para onde ela migra. O engenheiro mecânico Yizeng Li descobriu que o ambiente “sólido” e “fluido” de uma célula influencia seu movimento.

As células cancerígenas encontram vários graus de viscosidade ou espessura do fluido à medida que viajam pelo corpo. Li e sua equipe descobriram que as células do câncer de mama se movem de forma contra-intuitiva mais rapidamente em ambientes de alta viscosidade, alterando sua estrutura. Isso significa que a viscosidade do fluido serve como uma pista mecanobiológica para a metástase das células cancerígenas.

“Os pacientes com câncer geralmente não morrem da fonte original do tumor, mas da sua disseminação para outras partes do corpo”, escreveu Li. “Compreender como a viscosidade do fluido afeta o movimento das células tumorais pode ajudar os pesquisadores a descobrir maneiras de melhor tratar e detectar o câncer antes que ele se transforme em metástase.”

Leia mais: A forma como as células cancerígenas se movem e metastatizam é ​​influenciada pelos fluidos que as rodeiam – compreender como os tumores migram pode ajudar a impedir a sua propagação

3. Ligação da inflamação com doenças cardiovasculares

Além de serem as principais causas de morte em todo o mundo, as doenças cardiovasculares e o cancro podem não parecer inicialmente ter muito em comum. No entanto, os muitos factores de risco que partilham – como a má alimentação, o tabagismo e o stress crónico – aglutinam-se com a inflamação crónica: a activação persistente e de baixo grau do sistema imunitário pode danificar as células de forma a encorajar o desenvolvimento de qualquer uma das doenças.

Para o engenheiro biomédico Bryan Smith, os paralelos de desenvolvimento entre essas doenças sinalizam que elas poderiam ser tratadas ao mesmo tempo.

Os medicamentos podem ser reaproveitados para atingir doenças para as quais não foram originalmente concebidos. Certos medicamentos, por exemplo, podem direcionar células imunológicas chamadas macrófagos a consumir tanto as células cancerígenas quanto os restos celulares que contribuem para as placas cardiovasculares.

“À medida que a ciência básica descobre outros paralelos moleculares entre estas doenças, os pacientes serão os beneficiários de melhores terapias que podem tratar ambas”, escreveu Smith.

Leia mais: Um único medicamento poderia tratar as duas principais causas de morte nos EUA: câncer e doenças cardiovasculares?

4. Matemática do câncer

Em certos contextos, a matemática tem pontos fortes únicos na descrição do mundo natural. Por exemplo, a epigenética – onde e quando os genes são ativados ou desativados – desempenha um papel tão importante na progressão do cancro como as alterações diretas no código genético. Mudanças epigenéticas podem alterar células saudáveis ​​a ponto de perderem sua forma e função normais. Mas a aleatoriedade dessas mudanças torna difícil distinguir a atividade genética patológica da atividade genética normal.

Um conceito matemático chamado estocasticidade – ou como a aleatoriedade das etapas de um processo influencia o quão previsível será o seu resultado – fornece uma estrutura lógica às mudanças epigenéticas que contribuem para o cancro, clarificando quando as células saudáveis ​​se transformam rapidamente em células tumorais.

A estocasticidade é comumente usada para estudar o comportamento do mercado de ações e a propagação de doenças epidêmicas, e os pesquisadores a quantificam examinando o grau de incerteza, ou entropia, de um resultado específico. A identificação de áreas de alta entropia no genoma poderia oferecer outra abordagem para a detecção do câncer e o desenvolvimento de medicamentos.

O geneticista do câncer Andrew Feinberg tem usado a entropia para descrever quantitativamente a epigenética do câncer. Ele e seus colegas descobriram que regiões de alta entropia do genoma da pele tornam-se ainda mais entrópicas com os danos causados ​​pelo sol, aumentando a chance de desenvolver câncer. Isto oferece uma explicação potencial para a razão pela qual o risco de cancro aumenta significativamente com a idade.

“A entropia epigenética mostra que não é possível compreender completamente o cancro sem matemática”, escreveu Feinberg. “A biologia está se aproximando de outras ciências exatas ao incorporar métodos matemáticos à experimentação biológica.”

Leia mais: A evolução do câncer é matemática – como os processos aleatórios e a epigenética podem explicar por que as células tumorais mudam de forma, metastatizam e resistem aos tratamentos

5. Um problema de saúde pública

O cancro é uma doença que se desenvolve num indivíduo, mas as suas causas socialmente derivadas e os seus efeitos em toda a sociedade dificilmente se limitam a uma única pessoa.

Veja o caso do câncer de pulmão. É estigmatizada como uma doença provocada por más escolhas de estilo de vida – uma consequência de uma decisão pessoal de consumir produtos do tabaco. Mas, como observou a oncologista torácica Estelamari Rodriguez, a face do câncer de pulmão mudou.

“Nos últimos 15 anos, mais mulheres, nunca fumadores e pessoas mais jovens foram diagnosticadas com cancro do pulmão”, escreveu ela. Embora as taxas de cancro do pulmão tenham diminuído significativamente nos homens, aumentaram substancialmente nas mulheres em todo o mundo. Apesar de ser a principal causa de morte por cancro entre as mulheres, as taxas de rastreio permanecem baixas em comparação com outros cancros.

De um modo mais geral, os sintomas do cancro muitas vezes não são reconhecidos ou são mal diagnosticados, não só para as mulheres, mas também para muitas populações marginalizadas, incluindo pessoas de cor, pacientes transexuais e pessoas sem seguro.

Estas disparidades devem-se, em parte, a preconceitos na educação médica e na investigação clínica, que não conseguem preparar os médicos para cuidar da diversidade de pacientes que irão encontrar. O acesso tênue a cuidados preventivos e a exposição desproporcional a agentes cancerígenos entre certas populações agravam estas desigualdades.

O alcance do câncer vai muito além de uma única disciplina. É necessária uma aldeia de investigadores, decisores políticos e defensores dos pacientes para alcançar cuidados oncológicos eficazes e acessíveis para todos.

Leia mais: As taxas de câncer de pulmão diminuíram para o Homem de Marlboro, mas aumentaram acentuadamente para não fumantes e mulheres jovens – um oncologista explica por quê