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Um tumor cancerígeno é o acúmulo de células que se dividem incontrolavelmente, algumas das quais podem invadir outras partes do corpo. O processo é difícil de prever em detalhes, e erradicar as células representa uma dificuldade ainda maior. Agora, uma equipe de pesquisa liderada pela Penn State revelou como o êxodo se inicia, lançando luz sobre um potencial alvo terapêutico para interromper a invasão e fornecendo um marcador de prognóstico para ajudar os médicos a selecionar a melhor opção de tratamento.
Eles publicaram suas descobertas em 26 de junho no Anais da Academia Nacional de Ciências.
“As células cancerígenas não se separam aleatoriamente do tumor primário e se disseminam por toda parte – elas geralmente exibem coordenação e colaboração”, disse o autor correspondente Pak Kin Wong, professor de engenharia biomédica, engenharia mecânica e cirurgia na Penn State. “Uma célula líder pode surgir para coordenar a invasão, aumentando assim a eficiência da disseminação de células cancerígenas. Neste estudo, encontramos um marcador molecular para células líderes que nos permite prever a capacidade de invasão do tumor e como elas invadem.”
Em células cancerígenas derivadas de pacientes humanos com câncer de bexiga invasivo muscular, os pesquisadores projetaram um nanobiossensor para rastrear o RNA longo não codificador (lncRNA), que se refere a comprimentos extensos de material genético que não codificam genes, mas regulam como uma célula os expressa como proteínas.
“IncRNA são muitas vezes referidos como a matéria escura da célula”, disse Wong. “Embora muitos RNAs estejam envolvidos na expressão de proteínas, o lncRNA não codifica proteínas. Suas funções e como eles regulam os processos celulares ainda são pouco compreendidos. Desenvolvemos este sensor para estudar o lncRNA e sua potencial contribuição para a progressão do câncer.”
O sensor permite que os pesquisadores identifiquem e rastreiem moléculas individuais de lncRNA de interesse, pois elas normalmente se comportam e funcionam nas células. Nas abordagens de análise convencionais, disse Wong, os pesquisadores geralmente não podem estudar como funcionam no espaço e no tempo porque as células são normalmente fixadas ou quebradas.
Usando o sensor, os pesquisadores monitoraram quanto e onde o lncRNA foi distribuído nas células durante a invasão coletiva do câncer. Eles descobriram que o MALAT1, um gene associado à metástase no pulmão, bexiga e outros cânceres, estava altamente presente nas células líderes. É importante ressaltar que, disse Wong, a expressão de MALAT1 aumentou quando uma célula cancerígena se tornou líder e diminuiu quando a célula líder não era mais necessária – como quando o processo de invasão cessou ou quando foi substituída por outra célula líder.
“Também descobrimos que a redução da expressão de MALAT1 nas células impede a formação de células líderes e abole a invasão de células cancerígenas”, disse Wong. “No geral, nossa análise de célula única sugere que o MALAT1 desempenha um papel essencial na regulação das células líderes durante a invasão coletiva do câncer”.
Wong disse que a equipe continuará estudando os fundamentos mecanísticos do MALAT1 nas células líderes, com o objetivo de fornecer uma ferramenta de prognóstico para orientar o tratamento.
“Se pudermos compreender as características e funções cruciais das células líderes, poderemos ajudar os médicos a identificar doenças agressivas e prever o comportamento”, disse Wong. “Esperamos que este estudo leve ao desenvolvimento de novos prognósticos e abordagens terapêuticas visando o câncer de bexiga e outros. Por exemplo, se aplicado clinicamente, a determinação da presença de células líderes e de doenças agressivas pode melhorar a compreensão do médico sobre o prognóstico de um paciente individual e informar a estratégia de tratamento mais adequada.”
Os colaboradores incluem Ninghao Zhu, que obteve seu doutorado em engenharia biomédica pela Penn State em 2022; Mona Ahmed, estudante de doutorado em engenharia biomédica na Penn State; Yanlin Li, estudante de doutorado em engenharia elétrica e eletrônica na Penn State; e Joseph C. Liao, professor Kathryn Simmons Stamey do Departamento de Urologia da Escola de Medicina da Universidade de Stanford.
A National Science Foundation e os National Institutes of Health apoiaram este trabalho.
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