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Mapas detalhados de câncer colorretal ajudam a entender melhor a dinâmica da doença

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O câncer1 colorretal, de crescimento relativamente lento, muitas vezes pode ser tratado cirurgicamente se diagnosticado precocemente. No entanto, torna-se mais difícil de tratar quanto mais tempo permanece sem ser detectado, tornando-se a quarta principal causa de mortes relacionadas ao câncer1 nos Estados Unidos.

Apesar da disponibilidade de processo de rastreamento altamente visual, através de colonoscopia2, as decisões de tratamento para pacientes3 individuais ainda são amplamente guiadas pela histologia tradicional – os patologistas avaliam o câncer1 colorretal examinando4 lâminas de amostras de tumor5 sob um microscópio.

Agora, uma equipe da Harvard Medical School (HMS) combinou histologia com tecnologias de imagem de célula6 única de ponta para criar mapas espaciais 2D e 3D em larga escala do câncer1 colorretal. Os mapas, descritos na revista Cell, apresentam extensas informações moleculares sobre características histológicas7 para fornecer novas informações sobre a estrutura do câncer1, bem como sobre como ele se forma, progride e interage com o sistema imunológico8.

“Nossa abordagem fornece uma janela molecular para 150 anos de patologia9 diagnóstica – e revela que muitos dos elementos e estruturas tradicionalmente considerados isolados estão, na verdade, interconectados de maneiras inesperadas”, disse o co-autor sênior10 Peter Sorger, professor de farmacologia11 de sistemas no Instituto Blavatnik na HMS.

“Uma analogia é que antes estávamos apenas olhando para a cauda ou a pata do elefante, mas agora, pela primeira vez, podemos começar a ver o elefante inteiro de uma só vez”, disse ele.

Os mapas fazem parte dos esforços mais amplos da equipe para criar atlas12 para diferentes tipos de câncer1 que estarão disponíveis gratuitamente para a comunidade científica como parte da Rede de Atlas12 de Tumores Humanos do National Cancer1 Institute.

Anteriormente, os pesquisadores usaram uma abordagem semelhante para criar mapas detalhados de melanoma13 em estágio inicial, e mapas para outros tipos de câncer1 já estão em desenvolvimento. Em última análise, a equipe espera que esses atlas12 de câncer1 impulsionem a pesquisa e melhorem o diagnóstico14 e o tratamento.

Saiba mais sobre "O que é o câncer1" e "Oncogênese - como se dá o processo de formação do câncer1".

No novo artigo, os pesquisadores combinaram histologia com dados de imagem molecular de célula6 única adquiridos por meio de uma técnica de imagem multiplexada chamada imunofluorescência cíclica, ou CyCIF.

Eles usaram essas informações para criar mapas 2D detalhados de grandes regiões de câncer1 colorretal. O primeiro autor, Jia-Ren Lin, diretor de plataforma do Laboratório de Farmacologia11 de Sistemas da HMS, liderou um esforço para costurar esses mapas para formar uma reconstrução 3D em grande escala de um tumor5.

“Nossos mapas incluem informações sobre quase 100 milhões de células15 de grandes pedaços de tumores e fornecem uma visão16 sem precedentes do câncer1 colorretal”, disse Sandro Santagata, professor associado de biologia de sistemas da HMS e professor associado de patologia9 no Brigham and Women's Hospital.

Os mapas permitem que os pesquisadores comecem a fazer perguntas importantes sobre as diferenças entre tecidos normais e tumorais e variações dentro de um tumor5, acrescentou ele, e revelam “características arquitetônicas emocionantes que nunca haviam sido observadas antes, bem como mudanças moleculares associadas a essas características”.

Os mapas mostraram que um único tumor5 pode ter seções mais ou menos invasivas e regiões de aparência mais ou menos maligna – resultando em gradientes histológicos17 e moleculares onde uma parte de um tumor5 transita para a próxima.

“Dentro de cada tumor5, existe uma ampla gama de propriedades do câncer1 colorretal – vemos muitas regiões e vizinhanças diferentes com características distintas, bem como as transições entre elas”, disse Santagata.

A partir daqui, acrescentou, os cientistas podem agora explorar o que impulsiona essas diferenças dentro dos tumores individuais.

Por exemplo, os mapas mostraram que os ambientes imunológicos variaram dramaticamente dentro de um único tumor5.

“Eles eram tão diferentes em um único tumor5 quanto entre os tumores – o que é importante porque as interações entre tumor5 e sistema imune18 são o que você está tentando atingir com a imunoterapia”, disse Sorger.

Os mapas também forneceram novos insights sobre a arquitetura dos tumores. Por exemplo, os cientistas já haviam identificado o que pensavam ser piscinas 2D de uma substância semelhante ao muco chamada mucina, com aglomerados de células15 cancerígenas flutuando no interior. No entanto, no novo estudo, a reconstrução 3D revelou que esses reservatórios de mucina são, na verdade, uma série de cavernas interconectadas por canais, com projeções semelhantes a dedos de células15 cancerígenas.

“É um novo olhar selvagem sobre essas estruturas tumorais que nunca apreciamos antes”, disse Santagata. “Como podemos vê-los em 3D, temos uma visão16 nítida e limpa das estruturas e agora podemos estudar por que elas estão lá, como se formam e como moldam a evolução do tumor”.

Em última análise, o objetivo desses mapas de câncer1 colorretal é o mesmo de todos os atlas12 de câncer1 que a equipe está desenvolvendo: avançar na pesquisa e melhorar o diagnóstico14 e o tratamento.

Leia sobre "Câncer1 Colorretal", "Sistema imunológico8" e "Imunoterapia".

Atlas12 3D multiplexado de transições de estado e interação imunológica no câncer1 colorretal

Destaques

  • A análise multiplexada mostra morfologias tumorais misturadas e gradientes moleculares.
  • Vários recursos celulares característicos do câncer1 são estruturas grandes e interconectadas.
  • Redes 3D de estrutura linfoide19 terciária (ELT) mostram variação de padronização dentro da ELT.
  • As interações PD1-PDL1 ocorrem principalmente entre células15 T e mieloides nesta coorte20 de câncer1 colorretal.

Resumo

Os cânceres sólidos avançados são conjuntos complexos de células15 tumorais, imunes e estromais caracterizadas por alta variação intratumoral.

Usou-se imagens altamente multiplexadas de tecidos, reconstrução 3D, estatísticas espaciais e aprendizado de máquina para identificar tipos e estados de células15 subjacentes às características morfológicas de significado diagnóstico14 e prognóstico21 conhecido no câncer1 colorretal.

A quantificação dessas características no espaço do marcador high-plex revela transições recorrentes de uma morfologia tumoral para outra, algumas das quais coincidem com gradientes de longo alcance na expressão de oncogenes e reguladores epigenéticos.

Na margem invasiva do tumor5, onde células15 tumorais, normais e imunes competem, a supressão de células15 T envolve vários tipos de células15 e imagens 3D mostram que características 2D aparentemente localizadas, como estruturas linfoides22 terciárias, são comumente interconectadas e possuem propriedades moleculares graduadas.

Assim, enquanto a genética do câncer1 enfatiza a importância de mudanças discretas no estado do tumor5, a imagem de todo o espécime revela gradientes morfológicos e moleculares em grande escala análogos aos dos tecidos em desenvolvimento.

 

Fontes:
Cell, Vol. 186, Nº 2, em 19 de janeiro de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 19 de janeiro de 2023.

 

NEWS.MED.BR, 2023. Mapas detalhados de câncer colorretal ajudam a entender melhor a dinâmica da doença. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1432770/mapas-detalhados-de-cancer-colorretal-ajudam-a-entender-melhor-a-dinamica-da-doenca.htm>. Acesso em: 14 abr. 2024.

Complementos

1 Câncer: Crescimento anormal de um tecido celular capaz de invadir outros órgãos localmente ou à distância (metástases).
2 Colonoscopia: Estudo endoscópico do intestino grosso, no qual o colonoscópio é introduzido pelo ânus. A colonoscopia permite o estudo de todo o intestino grosso e porção distal do intestino delgado. É um exame realizado na investigação de sangramentos retais, pesquisa de diarreias, alterações do hábito intestinal, dores abdominais e na detecção e remoção de neoplasias.
3 Para pacientes: Você pode utilizar este texto livremente com seus pacientes, inclusive alterando-o, de acordo com a sua prática e experiência. Conheça todos os materiais Para Pacientes disponíveis para auxiliar, educar e esclarecer seus pacientes, colaborando para a melhoria da relação médico-paciente, reunidos no canal Para Pacientes . As informações contidas neste texto são baseadas em uma compilação feita pela equipe médica da Centralx. Você deve checar e confirmar as informações e divulgá-las para seus pacientes de acordo com seus conhecimentos médicos.
4 Examinando: 1. O que será ou está sendo examinado. 2. Candidato que se apresenta para ser examinado com o fim de obter grau, licença, etc., caso seja aprovado no exame.
5 Tumor: Termo que literalmente significa massa ou formação de tecido. É utilizado em geral para referir-se a uma formação neoplásica.
6 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.
7 Histológicas: Relativo à histologia, ou seja, relativo à disciplina biomédica que estuda a estrutura microscópica, composição e função dos tecidos vivos.
8 Sistema imunológico: Sistema de defesa do organismo contra infecções e outros ataques de micro-organismos que enfraquecem o nosso corpo.
9 Patologia: 1. Especialidade médica que estuda as doenças e as alterações que estas provocam no organismo. 2. Qualquer desvio anatômico e/ou fisiológico, em relação à normalidade, que constitua uma doença ou caracterize determinada doença. 3. Por extensão de sentido, é o desvio em relação ao que é próprio ou adequado ou em relação ao que é considerado como o estado normal de uma coisa inanimada ou imaterial.
10 Sênior: 1. Que é o mais velho. 2. Diz-se de desportistas que já ganharam primeiros prêmios: um piloto sênior. 3. Diz-se de profissionais experientes que já exercem, há algum tempo, determinada atividade.
11 Farmacologia: Ramo da medicina que estuda as propriedades químicas dos medicamentos e suas respectivas classificações.
12 Atlas:
13 Melanoma: Neoplasia maligna que deriva dos melanócitos (as células responsáveis pela produção do principal pigmento cutâneo). Mais freqüente em pessoas de pele clara e exposta ao sol.Podem derivar de manchas prévias que mudam de cor ou sangram por traumatismos mínimos, ou instalar-se em pele previamente sã.
14 Diagnóstico: Determinação de uma doença a partir dos seus sinais e sintomas.
15 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
16 Visão: 1. Ato ou efeito de ver. 2. Percepção do mundo exterior pelos órgãos da vista; sentido da vista. 3. Algo visto, percebido. 4. Imagem ou representação que aparece aos olhos ou ao espírito, causada por delírio, ilusão, sonho; fantasma, visagem. 5. No sentido figurado, concepção ou representação, em espírito, de situações, questões etc.; interpretação, ponto de vista. 6. Percepção de fatos futuros ou distantes, como profecia ou advertência divina.
17 Histológicos: Relativo à histologia, ou seja, relativo à disciplina biomédica que estuda a estrutura microscópica, composição e função dos tecidos vivos.
18 Sistema imune: Sistema de defesa do organismo contra infecções e outros ataques de micro-organismos que enfraquecem o nosso corpo.
19 Linfoide: 1. Relativo a ou que constitui o tecido característico dos nodos linfáticos. 2. Relativo ou semelhante à linfa.
20 Coorte: Grupo de indivíduos que têm algo em comum ao serem reunidos e que são observados por um determinado período de tempo para que se possa avaliar o que ocorre com eles. É importante que todos os indivíduos sejam observados por todo o período de seguimento, já que informações de uma coorte incompleta podem distorcer o verdadeiro estado das coisas. Por outro lado, o período de tempo em que os indivíduos serão observados deve ser significativo na história natural da doença em questão, para que haja tempo suficiente do risco se manifestar.
21 Prognóstico: 1. Juízo médico, baseado no diagnóstico e nas possibilidades terapêuticas, em relação à duração, à evolução e ao termo de uma doença. Em medicina, predição do curso ou do resultado provável de uma doença; prognose. 2. Predição, presságio, profecia relativos a qualquer assunto. 3. Relativo a prognose. 4. Que traça o provável desenvolvimento futuro ou o resultado de um processo. 5. Que pode indicar acontecimentos futuros (diz-se de sinal, sintoma, indício, etc.). 6. No uso pejorativo, pernóstico, doutoral, professoral; prognóstico.
22 Linfoides: 1. Relativos a ou que constituem o tecido característico dos nodos linfáticos. 2. Relativos ou semelhantes à linfa.
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