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

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.

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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.

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