Exploring the interaction between extracellular matrix components of bone marrow and prostate cancer cells in a novel 3D model
Este estudo desenvolveu um novo modelo 3D in vitro utilizando gelatina de Wharton descelularizada para demonstrar que a matriz extracelular da medula óssea induz quimiorresistência, dormência e aumento da tumorigenicidade em células estaminais de cancro da próstata CD133-positivas, particularmente dentro da linhagem celular DU145.
Artigo original sob licença CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Esta é uma explicação gerada por IA de um preprint que não foi revisado por pares. Não é aconselhamento médico. Não tome decisões de saúde com base neste conteúdo. Ler aviso legal completo
Quando o câncer se espalha de seu local de origem para os ossos, ele frequentemente se esconde em uma camada profunda e protetora chamada medula óssea. Este ambiente não é apenas um espaço de armazenamento passivo; é um bairro complexo repleto de células vivas e uma estrutura pegajosa e estrutural conhecida como matriz extracelular. Pense nesta estrutura como o andaime que mantém o bairro unido. Por anos, os cientistas sabem que as células cancerígenas escondidas nesta medula óssea podem entrar em dormência, ou "ir dormir", tornando-as invisíveis aos medicamentos de quimioterapia padrão. Embora os pesquisadores tenham estudado como as células cancerígenas conversam com seus vizinhos, a forma específica como essas células interagem com o próprio andaime pegajoso permanecia um mistério. Compreender essa interação é crucial porque pode explicar por que alguns pacientes apresentam recidiva anos após o tratamento, com células dormentes acordando para causar novos tumores perigosos.
Uma equipe de pesquisadores do Centro Médico da Universidade de Rochester partiu para resolver esse enigma construindo um novo modelo tridimensional que imita o andaime da medula óssea. Em vez de cultivar células cancerígenas em pratos de plástico planos, o que não reflete como elas se comportam no corpo humano, os cientistas criaram uma esponja porosa feita de um material natural encontrado em cordões umbilicais. Eles removeram todas as células vivas desse material, deixando para trás apenas as proteínas estruturais que se assemelham ao ambiente da medula óssea. Em seguida, colocaram dois tipos comuns de células de câncer de próstata nessa esponja para ver como elas reagiriam. O objetivo era observar se o ambiente físico sozinho poderia mudar as células cancerígenas, tornando-as resistentes a drogas ou transformando-as em um estado mais perigoso, semelhante ao de uma célula-tronco.
Os resultados mostraram que o ambiente da esponja teve um efeito profundo nas células cancerígenas. Quando as células cresceram dentro dessa estrutura tridimensional, tornaram-se significativamente mais difíceis de matar com um medicamento de quimioterapia padrão chamado Docetaxel. As células também diminuíram seu crescimento, entrando em um estado de dormência semelhante à fase de sono que permite que sobrevivam ao tratamento no corpo. No entanto, a descoberta mais impressionante foi que esse ambiente não afetou todas as células cancerígenas da mesma forma. Um tipo de célula de câncer de próstata, conhecido como DU145, começou a mudar sua identidade. Após passarem uma semana na esponja, um pequeno grupo dessas células, cerca de cinco por cento do total, começou a exibir marcadores de células-tronco cancerígenas. Estas são as células raras dentro de um tumor que têm a capacidade única de iniciar novos crescimentos e resistir à terapia. O outro tipo de célula que eles testaram, PC-3, não passou pela mesma transformação, sugerindo que a capacidade de mudar depende do tipo específico de célula cancerígena envolvida.
Para confirmar que essas células alteradas eram de fato mais perigosas, os pesquisadores pegaram o pequeno grupo de células alteradas e as injetaram em camundongos. Eles descobriram que essas células podiam iniciar novos tumores com números muito menores do que as células originais e inalteradas; enquanto as células originais precisavam de um milhão para formar um tumor, as células alteradas podiam iniciar um tumor com apenas alguns milhares. Além disso, quando esses novos tumores foram examinados, eles mostraram sinais de terem se espalhado de forma mais agressiva. As células também mudaram de forma, tornando-se mais alongadas e flexíveis, uma mudança física que frequentemente ajuda as células cancerígenas a viajar pelo corpo. Isso sugere que o andaime da medula óssea faz mais do que apenas abrigar as células cancerígenas; ele pode reprogramar ativamente um subconjunto delas em uma forma mais resiliente e perigosa.
O estudo destaca que a estrutura física da medula óssea desempenha um papel crítico na forma como o câncer de próstata se comporta. Ao criar um modelo que imita com precisão essa estrutura, os pesquisadores foram capazes de ver como o próprio ambiente desencadeia mudanças nas células cancerígenas. Eles observaram que a interação entre a célula e o andaime pode induzir um estado de dormência e uma mudança em direção a uma identidade semelhante à de uma célula-tronco, que são fatores-chave para a resistência ao tratamento. Embora os pesquisadores tenham observado que ainda precisam identificar exatamente quais partes do andaime causam essas mudanças, o trabalho deles fornece um caminho claro a seguir. Isso sugere que, para evitar que o câncer retorne, os médicos podem precisar visar não apenas as células cancerígenas, mas também o ambiente específico que permite que elas se escondam e evoluam. Este novo modelo oferece uma ferramenta poderosa para testar como quebrar a conexão entre o câncer e seu lar protetor, potencialmente levando a melhores maneiras de tratar a doença metastática.
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