Por que alguns tumores se espalham enquanto outros permanecem localizados? Os cientistas ainda não compreendem completamente o que controla a capacidade das células cancerígenas de metastatizarem, mas responder a estas questões é essencial para melhorar o atendimento ao paciente. Pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE) estudaram células do câncer de cólon e identificaram fatores-chave que influenciam a probabilidade de o tumor se espalhar. Eles também descobriram padrões específicos de expressão genética que poderiam ser usados para prever esse risco.
Com base nestas descobertas, a equipa desenvolveu uma ferramenta de inteligência artificial (mangroveGS) que converte estes sinais genéticos em previsões altamente fiáveis em vários tipos de cancro. Pesquisa, publicada Relatório de célulapoderia levar a tratamentos mais personalizados e ajudar a descobrir novos alvos terapêuticos.
Câncer como um processo de desenvolvimento aberrante
“A origem do cancro é frequentemente atribuída a ‘células aberrantes’”, explica Ariel Ruiz I Altaba, professor de Medicina Genética e Desenvolvimento da Faculdade de Medicina da UNIGE, que liderou o estudo. “No entanto, o câncer deveria ser entendido como uma forma aberrante de desenvolvimento.” Mudanças genéticas e epigenéticas podem reativar programas biológicos que normalmente são encerrados após o desenvolvimento inicial, levando em última análise à formação de tumores.
Em vez de ser aleatório, o cancro parece seguir regras biológicas estruturais. “Portanto, o desafio é encontrar a chave para compreender a sua lógica e forma. E, no caso das metástases, identificar as características das células que se libertarão do tumor e se formarão em outras partes do corpo”.
Rastreamento de células cancerígenas metastáticas
A metástase é responsável pela maioria das mortes por câncer, particularmente nos cânceres de cólon, mama e pulmão. No momento em que as células cancerosas circulam no sangue ou no sistema linfático, a doença geralmente começa a se espalhar. Embora os cientistas compreendam as muitas mutações que levam à formação de tumores, nenhuma alteração genética explica por que algumas células se decompõem e migram enquanto outras permanecem no lugar.
“A dificuldade reside em conseguir determinar a identidade molecular completa de uma célula – uma análise que a destrói – enquanto se observa a sua função, que exige que esteja viva”, explica o professor Ruiz I Altaba. Para superar isso, os pesquisadores isolaram, clonaram e cultivaram células tumorais em laboratório. “Esses clones foram avaliados in vitro e em modelo de camundongo para observar sua capacidade de migrar através de um filtro biológico real e formar metástases”, acrescentou Arwen Cond.
Assinatura genética associada à propagação do câncer
A equipe analisou a atividade de centenas de genes em cerca de trinta clones de células retirados de dois tumores primários do cólon. Isto revelou padrões distintos de expressão genética que correspondiam de perto à capacidade de cada célula se mover e se espalhar. É importante ressaltar que o potencial metastático não é determinado pelo perfil de uma única célula, mas pela forma como grupos de células cancerígenas relacionadas interagem entre si.
Ferramenta de IA prevê risco de metástase
Os pesquisadores combinaram essas assinaturas genéticas em um sistema de inteligência artificial. “A grande novidade da nossa ferramenta, chamada ‘Mangrove Gene Signature (MangroveGS)’, é que ela aproveita dezenas, até centenas, de assinaturas genéticas. Isso a torna particularmente robusta à variação individual”, explica Arvind Srinivasan.
Após o treinamento, o modelo foi capaz de prever metástases e recorrência do câncer de cólon com aproximadamente 80% de precisão, superando os métodos existentes. As mesmas assinaturas genéticas derivadas do câncer de cólon provaram ser úteis na previsão do risco metastático em outros tipos de câncer, incluindo câncer de estômago, pulmão e mama.
Rumo a um tratamento mais personalizado do câncer
O MangroveGS pode trabalhar diretamente com amostras de tumores coletadas no hospital. As células são analisadas, seu RNA sequenciado e uma pontuação de risco de metástase é rapidamente gerada e compartilhada de forma segura com médicos e pacientes por meio de uma plataforma criptografada.
“Essa informação evitará o tratamento excessivo de pacientes de baixo risco, limitando assim os efeitos colaterais e os custos desnecessários, intensificando o monitoramento e o tratamento daqueles de alto risco”, disse Ariel Ruiz I Altaba. “Também oferece o potencial de otimizar a seleção de participantes em ensaios clínicos, reduzir o número de voluntários necessários, aumentar o poder estatístico dos estudos e proporcionar benefícios terapêuticos aos pacientes que mais necessitam”.
