Alguns tipos de cancro crescem mais rapidamente, espalham-se de forma mais agressiva e respondem de forma menos eficaz ao tratamento do que outros. Os pesquisadores da Virginia Tech estão explorando as razões surpreendentes por trás dessas diferenças, incluindo como as células cancerígenas anormais recrutam tecidos saudáveis para apoiar o crescimento do tumor e por que a forma de certas células cancerígenas pode ajudar a prever o seu perigo.
Estas descobertas surgiram de anos de trabalho laboratorial meticuloso, incluindo exames cuidadosos de tumores cultivados em ratos.
A estudante de pós-graduação Megan Sweet, que estuda ciências biológicas na Virginia Tech, passa grande parte do tempo preparando fatias extremamente finas de tecido tumoral. Trabalhando dentro de uma câmara de metal refrigerada, ela ajusta cuidadosamente um tumor montado, aproximadamente do tamanho de uma unha mindinho, em direção a uma lâmina cortante afiada.
“É tudo uma questão de ajuste fino e de garantir que tudo ficará equilibrado”, disse Sweet, que estudou ciências biológicas.
À medida que a lâmina se move através do tecido, ela produz um som de corte constante e rítmico.
“Esta é a parte mais difícil e demorada”, disse Sweet. “Mas também é meio meditativo.”
Cada parte é cortada fina o suficiente para permitir a passagem da luz. Sweet transfere cuidadosamente o tecido delicado para uma lâmina de vidro, onde estruturas celulares selecionadas são coradas para torná-las mais fáceis de distinguir sob um microscópio poderoso.
O processo envolve repetidas rodadas de corte, coloração, exame e comparação de amostras. Embora trabalhoso, este trabalho está a ajudar os cientistas a descobrir porque é que alguns tumores se tornam mais perigosos do que outros.
A equipe da Virginia Tech publicou descobertas que lançam uma nova luz sobre como o câncer se desenvolve e progride. Sua pesquisa foi publicada em Anais da Academia Nacional de CiênciasCom descobertas adicionais publicadas no início deste ano Pesquisa sobre câncer.
Como os erros cromossômicos podem promover o câncer
A maioria das células saudáveis do corpo humano são diplóides, o que significa que possuem dois conjuntos completos de cromossomos, um herdado de cada pai.
Em circunstâncias normais, estas células se dividem para formar novas células com o mesmo arranjo cromossômico. No entanto, às vezes, algo dá errado durante a divisão, deixando as células com um número anormal de cromossomos.
Quando esses erros são transmitidos durante as divisões celulares subsequentes, eles podem se acumular ao longo do tempo. Essas mudanças são uma das formas pelas quais o câncer pode se desenvolver.
Nos últimos cinco anos, Sweet e seu colega Matt Bloomfield trabalharam com a bióloga celular Daniela Cimini para investigar células com um número anormal de cromossomos, uma característica comum do câncer.
Para estudar as consequências destas anomalias, a equipa de Cimini manipulou células cancerígenas diplóides para que copiassem os seus cromossomas sem completar a divisão celular.
O resultado foi um tipo de célula conhecida como célula tetraplóide, que possui quatro conjuntos completos de cromossomos em vez dos dois habituais.
Essas células não estão limitadas a experimentos de laboratório. As células tetraplóides também podem surgir durante o desenvolvimento do tumor humano, e a sua presença está associada à progressão do cancro e a resultados desfavoráveis para os pacientes.
Células cancerígenas recrutam células saudáveis para promover o crescimento do tumor
Os cientistas há muito acreditam que as células tetraplóides podem tornar os tumores mais agressivos. O que permaneceu obscuro foi exatamente como eles contribuíram para o desenvolvimento do câncer.
Para investigar, Sweet e Bloomfield compararam tumores cultivados a partir de células cancerígenas diplóides normais com tumores produzidos a partir de células cancerígenas tetraplóides.
Os experimentos produziram resultados inesperados.
À medida que os tumores cresciam nos ratos, a proporção de células tetraplóides diminuía. Apesar deste declínio, os tumores continuaram a crescer rapidamente e atingir tamanhos substanciais.
Os pesquisadores descobriram que as células cancerígenas tetraplóides encorajavam o recrutamento de células estromais, que são células não cancerosas do tecido conjuntivo que ajudam a fornecer suporte estrutural.
Essas células extras parecem criar um ambiente que promove maior crescimento do tumor.
“A presença de até mesmo uma pequena fração dessas células tetraplóides pode promover o recrutamento de células não cancerosas adicionais que auxiliam na progressão do tumor”, disse Sweet.
A descoberta revelou um mecanismo até então desconhecido através do qual as células cancerígenas anormais podem promover o crescimento do tumor, mesmo que representem apenas uma pequena porção do tumor.
Pequenas células cancerígenas revelam uma ameaça surpreendente
Uma investigação separada revelou outra relação inesperada entre as células tetraplóides e a agressividade do cancro.
Bloomfield estava inicialmente investigando as características físicas das células tetraplóides. Depois de produzir células tetraplóides a partir de células cancerígenas humanas e estabelecer colónias derivadas de células individuais, notaram que os aglomerados resultantes não eram todos do mesmo tamanho.
Como as células tetraplóides têm o dobro do número normal de conjuntos de cromossomos, os pesquisadores esperavam que elas fossem cerca de duas vezes maiores que as células diplóides.
Em vez disso, algumas células eram 25 a 30 por cento menores do que o esperado.
Ainda mais surpreendente é que essas células mais pequenas provaram ser mais capazes de formar tumores agressivos do que as suas homólogas maiores.
“Clones pequenos são mais agressivos”, disse Bloomfield. “Eles crescem mais rápido, são mais agressivos e mais tolerantes aos medicamentos comuns anticâncer e indutores de estresse”.
Outras experiências em ratos apoiaram estas observações. Os tumores com células tetraplóides pequenas geralmente crescem mais rapidamente do que os tumores com células maiores.
Esse padrão não se limitou a nenhum tipo de câncer. Os investigadores observaram resultados semelhantes em células de cancro colorretal e de mama, sugerindo que a relação entre o tamanho das células tetraplóides e a agressividade do tumor pode estender-se a diferentes cancros.
O tamanho das células cancerosas pode ajudar a prever a sobrevivência do paciente
Os pesquisadores investigaram ainda se a mesma relação poderia ser encontrada no câncer humano.
Eles analisaram informações do Atlas do Genoma do Câncer, uma grande coleção de dados detalhados de amostras de milhares de pacientes com câncer.
Os resultados mostraram que pequenas células tetraplóides estavam associadas a um mau prognóstico e menores taxas de sobrevivência em vários tipos de cancro.
Isto sugere que medir o tamanho destas células anormais pode fornecer informações valiosas sobre o quão agressivamente um tumor pode se comportar.
“Já sabíamos que a tetraploidia poderia tornar as células mais tumorigênicas, mas agora sabemos que se incluirmos o tamanho das células, isso pode ser mais preditivo do potencial tumorigênico”, disse Cimini.
Estas descobertas acrescentam uma dimensão importante à compreensão dos cientistas sobre o cancro. Números cromossômicos anormais têm sido associados há muito tempo ao comportamento perigoso do tumor, mas novas pesquisas indicam que o formato das células pode fornecer pistas adicionais sobre a capacidade do câncer de crescer e se espalhar.
A equipe planeja agora examinar mais detalhadamente os mecanismos biológicos responsáveis por esses efeitos, continuando a examinar os dados do câncer humano.
Para Sweet, isso significa mais horas na bancada do laboratório, cortando e analisando cuidadosamente pequenas seções de tecido tumoral em busca de respostas para uma das questões mais importantes da biologia do câncer.
