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Células cancerosas usam nanotubos para chegar às células imunológicas próximas e capturar suas mitocôndrias geradoras de energia

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As células1 cancerosas podem impulsionar seu próprio crescimento, roubando partes geradoras de energia das células1 imunológicas próximas, segundo descobertas de um novo estudo publicado na revista Nature Nanotechnology.

O câncer2 progride evitando o sistema imunológico3. Elucidar diversas estratégias de evasão imunológica é uma etapa crítica na busca por imunoterapias de próxima geração para o câncer2.

Já era sabido que alguns tipos de células1 desenvolvem nanotubos, estruturas semelhantes a tentáculos feitas de uma proteína chamada actina. Os nanotubos podem permitir que uma célula4 se ligue a outra para que as duas possam transportar componentes, incluindo mitocôndrias5 – estruturas geradoras de energia – entre elas.

Agora foi encontrada a primeira evidência de que as células1 cancerosas podem fazer algo semelhante, usando nanotubos para sequestrar mitocôndrias5 de dois tipos de células1 imunes chamadas células1 T e células1 T exterminadoras naturais, que podem matar células1 cancerosas.

No estudo, pesquisadores relatam como as células1 cancerosas podem sequestrar as mitocôndrias5 das células1 do sistema imunológico3 por meio de nanotubos físicos. As mitocôndrias5 são essenciais para o metabolismo6 e ativação das células1 imunológicas.

“O fato de que as células1 cancerosas enviam tentáculos em nanoescala e sugam as mitocôndrias5 é uma descoberta bastante surpreendente”, disse Shiladitya Sengupta, da Harvard Medical School.

Leia sobre "Câncer2: o que é", "Câncer2 - informações importantes" e "Imunoterapia".

Usando microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo, rastreamento de transferência mitocondrial marcado com fluoróforo e quantificação metabólica, os pesquisadores demonstraram que a transferência mediada por nanotubos de mitocôndrias5 de células1 imunes para células1 cancerosas fortalece metabolicamente as células1 cancerosas e esgota as células1 imunes.

Sengupta e seus colegas colocaram células1 do sistema imunológico3 e células1 cancerosas de camundongos no mesmo prato por 16 horas antes de tirar fotos de suas interações usando um microscópio. Eles descobriram que, em média, cada célula4 cancerosa formou um nanotubo com uma célula4 T, enquanto a maioria dos nanotubos tinha entre 50 e 2.000 nanômetros de largura.

Ao rotular as mitocôndrias5 dentro das células1 do sistema imunológico3 com um marcador químico fluorescente, a equipe descobriu que as mitocôndrias5 foram transferidas para as células1 cancerosas ao longo dos nanotubos.

Significativamente, as células1 cancerosas consumiram em torno do dobro da taxa de oxigênio e se reproduziram com mais frequência quando foram colocadas em contato com células1 T por 16 horas, em comparação com um grupo de controle de células1 cancerosas que foram cultivadas na presença de células1 T, mas foram fisicamente separadas delas.

Assim, a inibição da maquinaria de montagem de nanotubos reduziu significativamente a transferência mitocondrial e evitou o esgotamento das células1 imunológicas.

Isso sugere que roubar mitocôndrias5 ajuda as células1 cancerosas a gerar energia e crescer. Consistente com essa ideia, as células1 cancerosas cultivadas na presença de células1 T fisicamente separadas se reproduzem e respiram a uma taxa semelhante às células cultivadas7 na ausência de células1 T.

Enquanto isso, as células1 T consumiram menos oxigênio e diminuíram em número quando cultivadas em contato com as células1 cancerosas, sugerindo que a perda de mitocôndrias5 reduziu a capacidade das células1 imunológicas de sobreviver e crescer.

Experimentos semelhantes envolvendo células1 humanas de cânceres do timo8 e da mama9 encontraram evidências de que essas mitocôndrias5 também são transferidas ao longo dos nanotubos.

Os pesquisadores também descobriram que uma droga que reduziu parcialmente a formação de nanotubos entre as células1 T e as células1 cancerosas reduziu aproximadamente pela metade os volumes dos tumores em camundongos, bem como aumentou a densidade das células1 T em tumores quando usada junto com um tratamento clinicamente disponível chamado bloqueio PD1, em comparação com um tratamento de controle.

A combinação de um inibidor de farnesiltransferase e geranilgeraniltransferase 1, a saber, L-778123, que inibiu parcialmente a formação de nanotubos e a transferência mitocondrial, com um inibidor de checkpoint imunológico da proteína 1 de morte celular programada melhorou os resultados antitumorais em um modelo de câncer2 de mama9 imunocompetente agressivo.

Assim, o sequestro mitocondrial mediado por nanotubos pode surgir como um novo alvo para o desenvolvimento de agentes de imunoterapia de próxima geração para o câncer2.

Mas as descobertas devem ser verificadas usando ferramentas mais específicas para bloquear a formação de nanotubos e a transferência mitocondrial, já que a droga pode ter outros efeitos que reduzem o tamanho do tumor10.

Veja também sobre "Prevenção do câncer2" e "É possível acabar com o câncer2?"

 

Fontes:
Nature Nanotechnology, publicação em 18 de novembro de 2021.
New Scientist, notícia publicada em 18 de novembro de 2021.

 

Créditos da imagem: Tanmoy Saha

 

NEWS.MED.BR, 2021. Células cancerosas usam nanotubos para chegar às células imunológicas próximas e capturar suas mitocôndrias geradoras de energia. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1405990/celulas-cancerosas-usam-nanotubos-para-chegar-as-celulas-imunologicas-proximas-e-capturar-suas-mitocondrias-geradoras-de-energia.htm>. Acesso em: 27 jan. 2022.

Complementos

1 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
2 Câncer: Crescimento anormal de um tecido celular capaz de invadir outros órgãos localmente ou à distância (metástases).
3 Sistema imunológico: Sistema de defesa do organismo contra infecções e outros ataques de micro-organismos que enfraquecem o nosso corpo.
4 Célula: Unidade funcional básica de todo tecido, capaz de se duplicar (porém algumas células muito especializadas, como os neurônios, não conseguem se duplicar), trocar substâncias com o meio externo à célula, etc. Possui subestruturas (organelas) distintas como núcleo, parede celular, membrana celular, mitocôndrias, etc. que são as responsáveis pela sobrevivência da mesma.
5 Mitocôndrias: Organelas semi-autônomas que se auto-reproduzem, encontradas na maioria do citoplasma de todas as células, mas não de todos os eucariotos. Cada mitocôndria é envolvida por uma membrana dupla limitante. A membrana interna é altamente invaginada e suas projeções são denominadas cristas. As mitocôndrias são os locais das reações de fosforilação oxidativa, que resultam na formação de ATP. Elas contêm RIBOSSOMOS característicos, RNA DE TRANSFERÊNCIA, AMINOACIL-T RNA SINTASES e fatores de alongação e terminação. A mitocôndria depende dos genes contidos no núcleo das células no qual se encontram muitos RNAs mensageiros essenciais (RNA MENSAGEIRO). Acredita-se que a mitocôndria tenha se originado a partir de bactérias aeróbicas que estabeleceram uma relação simbiótica com os protoeucariotos primitivos.
6 Metabolismo: É o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. São essas reações que permitem a uma célula ou um sistema transformar os alimentos em energia, que será ultilizada pelas células para que as mesmas se multipliquem, cresçam e movimentem-se. O metabolismo divide-se em duas etapas: catabolismo e anabolismo.
7 Células Cultivadas: Células propagadas in vitro em meio especial apropriado ao seu crescimento. Células cultivadas são utilizadas no estudo de processos de desenvolvimento, processos morfológicos, metabólicos, fisiológicos e genéticos, entre outros.
8 Timo:
9 Mama: Em humanos, uma das regiões pareadas na porção anterior do TÓRAX. As mamas consistem das GLÂNDULAS MAMÁRIAS, PELE, MÚSCULOS, TECIDO ADIPOSO e os TECIDOS CONJUNTIVOS.
10 Tumor: Termo que literalmente significa massa ou formação de tecido. É utilizado em geral para referir-se a uma formação neoplásica.
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