Cientistas do Salk usam uma velha teoria para descobrir novos alvos na luta contra o câncer de mama

Cientistas do Salk usam uma velha teoria para descobrir novos alvos na luta contra o câncer de mama

Semelhanças entre assinaturas genéticas em órgãos em desenvolvimento e câncer de mama podem prever e personalizar terapias contra o câncer

LA JOLLA, CA—Revivendo uma teoria proposta pela primeira vez no final de 1800 de que o desenvolvimento de órgãos no embrião normal e o desenvolvimento de cânceres estão relacionados, cientistas do Salk Institute for Biological Studies estudaram o desenvolvimento de órgãos em camundongos para desvendar como o câncer de mama , e talvez outros tipos de câncer, se desenvolvem nas pessoas. Suas descobertas fornecem novas maneiras de prever e personalizar o diagnóstico e o tratamento do câncer.

Em um artigo publicado em 3 de fevereiro em Cell Stem Cell, os cientistas relatam semelhanças impressionantes entre as assinaturas genéticas encontradas em certos tipos de câncer de mama humano e as de células-tronco no tecido mamário em embriões de camundongos. Essas descobertas sugerem que as células cancerígenas subvertem os principais programas genéticos que orientam as células imaturas a construir órgãos durante o crescimento normal.

“Células-tronco em um embrião em desenvolvimento saudável têm um sistema de GPS para alertá-los sobre sua posição no órgão”, diz Geoffrey Wahl, um professor da Salk's Laboratório de Expressão Gênica, que liderou a pesquisa. “O sistema depende de instruções internas e sinais externos do ambiente para dizer à célula-tronco o que fazer e para onde ir no corpo. Estimula as células-tronco a crescer e formar mais células-tronco, ou a se transformar em diferentes células que formam órgãos complexos, como a mama. Nossas descobertas nos dizem que este sistema de GPS está quebrado durante o desenvolvimento do câncer, e isso pode explicar por que detectamos células-tronco em cânceres de mama”.

Os pesquisadores do Salk encontraram semelhanças na atividade genética de cânceres de mama e células-tronco mamárias encontradas em embriões de camundongos em desenvolvimento (retratados aqui contra um fundo de tecido adiposo). Suas descobertas oferecem pistas para o desenvolvimento de terapias personalizadas para o câncer.

Imagem: Cortesia de Dannielle D. Engle

A relação entre câncer e tecidos embrionários foi proposta pela primeira vez na década de 1870 por Francesco Durante e Julius Cohnheim, que pensavam que os cânceres se originavam de células em adultos que persistiam em um estado imaturo, semelhante ao embrionário. Mais recentemente, cientistas como Benjamin Spike, co-autor do trabalho atual e pós-doutorando no laboratório Wahl, descobriram que os tumores geralmente contêm células com características de células-tronco reveladas por suas assinaturas genéticas.

Como resultado, muitos cientistas e médicos estão buscando maneiras de destruir as células-tronco no câncer, uma vez que essas células podem tornar o câncer mais resistente ao tratamento e podem levar à recorrência do câncer. Os cientistas do Salk estão agora caracterizando as células-tronco em certas formas de câncer de mama para deter seu crescimento.

Estudar a atividade genética de células-tronco específicas de órgãos é muito difícil porque as células são muito raras e é difícil separá-las de outras células do órgão. Mas, concentrando-se no tecido obtido de embriões de camundongos, os pesquisadores do Salk conseguiram pela primeira vez identificar e isolar um número suficientemente grande de células-tronco da mama fetal para começar a entender como o GPS funciona.

Os cientistas do Salk primeiro fizeram a descoberta surpreendente de que essas células-tronco da mama fetal não eram totalmente funcionais até pouco antes do nascimento. Essa observação sugeriu que uma paisagem muito especial é necessária para que uma célula se torne uma célula-tronco. As células-tronco da mama neste estágio embrionário tardio eram suficientemente abundantes para simplificar seu isolamento. Isso permitiu que sua assinatura genética fosse determinada e depois comparada com a das células-tronco em cânceres de mama.

As assinaturas das células-tronco da mama no feto eram incrivelmente semelhantes às células-tronco encontradas em cânceres de mama agressivos, incluindo uma fração significativa de um subtipo virulento de câncer conhecido como “triplo-negativo”. Isso é importante, pois até agora esse tipo de câncer de mama carecia de alvos moleculares úteis para projetar estratégias terapêuticas personalizadas.

“É improvável que as células que alimentam o desenvolvimento de tumores no adulto 'inventem' padrões inteiramente novos de expressão gênica”, diz Benjamin Spike. “Em vez disso, algumas células cancerígenas parecem reativar e corromper programas que governam a função das células-tronco do tecido fetal, incluindo programas de células vizinhas que constituem a paisagem circundante das células-tronco fetais, ou microambiente”.

A descoberta das assinaturas genéticas compartilhadas fornece um novo caminho para os cientistas explorarem as ligações entre o desenvolvimento e o câncer. Ao descobrir novos marcadores biológicos, os cientistas esperam desenvolver testes que individualizem o tratamento, mostrando como funciona o sistema GPS de um tumor. Isso deve ajudar os médicos a determinar quais pacientes podem se beneficiar do tratamento e os tipos corretos de tratamento a serem administrados.

Os médicos já estão usando drogas, como o Herceptin, que visam especificamente as vias genéticas com defeito nos tumores, mas nenhuma dessas terapias está disponível atualmente para certas formas agressivas da doença, como o subtipo triplo negativo.

Embora as células cancerígenas triplo negativo não tenham os três marcadores genéticos críticos que são atualmente usados ​​para orientar o tratamento do câncer de mama, a análise dos cientistas sugere uma forte dependência da sinalização através de vias semelhantes àquelas que afetam o crescimento das células-tronco da mama fetal.

Eles descobriram que as células-tronco da mama fetal são sensíveis a uma classe de terapias direcionadas que já existe, portanto, essas terapias também podem funcionar em cânceres de mama triplo negativo. Estudos de laboratório e ensaios clínicos estão em andamento para testar essa possibilidade.

"Esforço substancial está sendo gasto para personalizar o tratamento do câncer, obtendo uma melhor compreensão da genética do câncer de um paciente individual", diz Wahl. “Nossas descobertas oferecem uma maneira de descobrir novos alvos e novas drogas para humanos, estudando as células-tronco primitivas em um camundongo”.

Além de Spike, Dannielle Engle e Jennifer Lin, ambas pesquisadoras de pós-doutorado no laboratório de Wahl, também foram as primeiras autoras do artigo.

A pesquisa foi patrocinada pelo Fundação de pesquisa do câncer de mama, Departamento de Defesa dos EUA, Fundação G. Harold & Leila Y. Mathers e Susan G. Komen pela cura.

Sobre o Salk Institute for Biological Studies:
O Salk Institute for Biological Studies é uma das mais proeminentes instituições de pesquisa básica do mundo, onde professores de renome internacional investigam questões fundamentais das ciências da vida em um ambiente único, colaborativo e criativo. Com foco na descoberta e na orientação de futuras gerações de pesquisadores, os cientistas da Salk fazem contribuições inovadoras para nossa compreensão do câncer, envelhecimento, Alzheimer, diabetes e doenças infecciosas, estudando neurociência, genética, biologia celular e vegetal e disciplinas relacionadas.

As realizações do corpo docente foram reconhecidas com inúmeras honras, incluindo Prêmios Nobel e associações na Academia Nacional de Ciências. Fundado em 1960 pelo pioneiro da vacina contra a poliomielite Jonas Salk, MD, o Instituto é uma organização independente sem fins lucrativos e um marco arquitetônico.