A three-dimensional imaging pipeline for the detection of vasculogenic mimicry in mouse tumor models

Dentro de um tumor em crescimento, as células enfrentam um problema desesperador: elas precisam de um suprimento constante de oxigênio e nutrientes para sobreviver, mas muitas vezes estão longe dos vasos sanguíneos naturais do corpo para obtê-los. Para resolver isso, muitos tumores tentam construir sua própria rede de tubulações. Por décadas, os cientistas acreditaram que esses novos canos eram construídos pelas próprias células dos vasos sanguíneos do corpo, um processo conhecido como angiogênese. No entanto, uma descoberta mais inquietante mudou essa visão. Pesquisadores descobriram que, em alguns cânceres agressivos, as próprias células do tumor podem mudar sua forma e comportamento para agir como células de vasos sanguíneos. Elas se alinham para formar tubos ocos que transportam sangue, criando efetivamente um sistema de rodovias privado para o tumor. Esse fenômeno é chamado de mimetismo vasculogênico. Como esses vasos feitos pelo próprio tumor permitem que os tumores cresçam mais e se espalhem com mais facilidade, eles estão ligados a desfechos desfavoráveis para os pacientes. No entanto, confirmar que esses vasos realmente existem e funcionam dentro de um tumor vivo tem sido incrivelmente difícil, deixando os cientistas incertos sobre o quão comuns eles são ou como interrompê-los.

A maneira padrão de procurar por esses vasos no passado envolvia pegar uma fatia fina de tecido tumoral e tingi-la com dois corantes diferentes. Um corante, chamado CD31, ilumina as células normais dos vasos sanguíneos. O outro, conhecido como PAS, destaca um revestimento açucarado encontrado no interior dos vasos sanguíneos. A lógica era simples: se uma estrutura semelhante a um tubo tivesse o revestimento açucarado, mas carecesse das células normais dos vasos sanguíneos, deveria ser um vaso feito pelo tumor. No entanto, esse método possui uma falha importante. O corante açucarado não é específico para vasos sanguíveis; ele também pode aderir a outras partes do tumor, criando falsos alarmes. Além disso, olhar para uma única fatia plana de tecido não pode provar que o tubo está realmente transportando sangue ou que está verdadeiramente vazio de células normais em toda a sua extensão. É como tentar entender o layout de uma cidade olhando para uma única fotografia de uma rua; você pode perder as conexões e a verdadeira natureza dos edifícios.

Para obter uma imagem mais clara, uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma nova maneira de ver essas estruturas em três dimensões. Em vez de depender de fatias finas, eles trabalharam com pedaços inteiros de tecido tumoral de camundongos. Primeiro, eles injetaram um corante fluorescente nas veias dos camundongos. Esse corante, feito de lectina de tomate, atua como um rastreador que flui através de qualquer vaso sanguíneo aberto e funcional, iluminando o interior dos tubos. Depois que o corante circulou, os pesquisadores removeram os tumores e usaram um processo químico especial para tornar o tecido transparente, de forma semelhante a transformar um bloco de vidro em uma janela transparente. Eles então tingiram o tecido com um marcador que destaca as células normais dos vasos sanguíneos. Finalmente, utilizaram um microscópio poderoso que tira milhares de imagens de diferentes ângulos para reconstruir toda a rede de vasos dentro do tumor em 3D.

Quando aplicaram este novo método a vários tipos de modelos de câncer de mama e de pulmão, os resultados foram impressionantes. O método antigo, usando os dois corantes em fatias planas, sugeria que muitos vasos eram feitos pelo tumor. No entanto, a nova imagem 3D revelou que a maioria daqueles suspeitos de serem vasos não estava realmente transportando sangue. De fato, os pesquisadores descobriram que o método tradicional superestimava o número de vasos funcionais feitos pelo tumor por uma margem considerável. Em alguns casos, menos de dois por cento das estruturas que pareciam vasos tumorais no método antigo eram realmente capazes de transportar sangue. A nova técnica mostrou que, embora existam vasos funcionais feitos pelo tumor, eles são muito menos comuns do que se pensava anteriormente, e o método antigo frequentemente confundia outras estruturas açucaradas com vasos sanguíneos.

O estudo fez mais do que apenas corrigir os números; ele forneceu a primeira prova visual convincente de que esses vasos feitos pelo tumor podem, de fato, conectar-se ao suprimento sanguíneo do hospedeiro e transportar sangue. Em vários modelos, os pesquisadores viram tubos feitos pelo tumor que estavam completamente vazios de células normais dos vasos sanguíneos, mas que estavam preenchidos com o rastreador fluorescente, provando que estavam abertos e fluindo. Eles até observaram vasos "mosaicos", onde células normais de vasos sanguíneos e células tumorais compartilhavam o mesmo tubo, e junções onde um vaso feito pelo tumor se conectava diretamente a um normal. Para terem absoluta certeza de que esses vasos eram revestidos por células tumorais e não por algum outro tipo de célula do hospedeiro, utilizaram um modelo especial de camundongo onde todas as células do próprio camundongo brilhavam em verde. Eles encontraram vasos que estavam preenchidos com o rastreador vermelho, mas não possuíam nenhum brilho verde ao redor deles, confirmando que as próprias células tumorais eram as únicas que revestiam esses tubos específicos.

Este trabalho estabelece um novo padrão mais confiável para detectar esses vasos perigosos. Ao mostrar que o método antigo era propenso a erros, os pesquisadores esclareceram o que precisamos procurar para encontrá-los. O novo pipeline 3D permite que os cientistas vejam a estrutura completa do suprimento sanguíneo do tumor, confirmando quais vasos são reais e funcionais. Essa clareza é essencial para o desenvolvimento de novos medicamentos. Se os cientistas não puderem identificar esses vasos com precisão, não poderão projetar tratamentos para detê-los. Ao fornecer um mapa claro de como esses vasos se formam e funcionam, esta pesquisa oferece uma base sólida para futuras terapias destinadas a cortar as linhas de vida criadas pelos próprios tumores.