Pesquisa revela fatores comuns em metástases cerebrais de vários cânceres

Entre as complicações mais graves do câncer estão as metástases cerebrais, que impactam a qualidade de vida dos pacientes e apresentam desafios para o tratamento. Mas uma pesquisa inovadora realizada por cientistas brasileiros identificou fatores moleculares que favorecem a colonização do cérebro por células tumorais de diferentes origens.

E o que isso significa? Bem, o estudo Revealing shared molecular drivers of brain metastases from distinct primary tumors, publicado na revista Brain Research, analisou o transcriptoma de mais de 128 mil células individuais de 36 metástases cerebrais derivadas de diversos tipos de câncer, incluindo melanoma, câncer de mama, pulmão, ovário, colorretal e renal. A pesquisa destaca o papel da barreira sangue-tumor e suas interações celulares e abre caminho para novas estratégias terapêuticas contra essa grave complicação da doença.

Liderado por cientistas brasileiros, entre eles, o professor Carlos Alberto de Carvalho Fraga, do Campus Arapiraca da Universidade Federal de Alagoas (Ufal), e o imunologista Helder Nakaya, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) da Universidade de São Paulo (USP) e Hospital Israelita Albert Einstein, o estudo buscou identificar fatores moleculares comuns entre esses tumores que facilitam o estabelecimento do tumor no cérebro. A pesquisa deu ênfase às dinâmicas da barreira sangue-tumor e suas interações com células endoteliais, pericitos e astrócitos.

Os pesquisadores descobriram que os astrócitos desempenham um papel essencial no microambiente tumoral cerebral, influenciando a permeabilidade da barreira sangue-tumor. Segundo o professor Carlos Fraga, a identificação de vias moleculares comuns entre diferentes tipos de câncer metastático no cérebro pode abrir caminho para novas abordagens terapêuticas. “Pode ser uma estratégia promissora para reduzir a invasão tumoral e melhorar a eficácia de tratamentos já existentes”, afirmou.

Ele explica ainda que foram identificadas três vias moleculares fundamentais na formação das metástases cerebrais: VEGFA, SEMA3 e SPP1. “Essas vias regulam a permeabilidade vascular e a dinâmica celular dentro do cérebro, promovendo um ambiente propício para a colonização tumoral”, justificou.

E completa: “A análise do transcriptoma espacial confirmou que essas vias estão enriquecidas no microambiente tumoral, demonstrando que a expressão elevada de VEGFA pelas células cancerígenas ativa fortemente mecanismos angiogênicos. Isso reforça a complexidade das interações celulares que sustentam o crescimento do tumor dentro do cérebro. Buscamos destacar a importância de integrar dados de transcriptoma espacial e de célula única para entender melhor o microambiente tumoral e desenvolver terapias mais eficazes e personalizadas. Mas há a necessidade de novas investigações para validar esses alvos moleculares em ensaios clínicos”, enfatizou.

Tecnologia de célula única

Para conduzir a análise, os cientistas utilizaram tecnologias de sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq), permitindo um mapeamento detalhado do perfil molecular de cada célula presente nas metástases cerebrais. A metodologia incluiu a remoção de ruídos técnicos, identificação de populações celulares e a análise de interações moleculares com o uso de ferramentas computacionais avançadas, como o pacote Seurat e o Cell Chat.

Uma das descobertas mais intrigantes, de acordo com Fraga, foi a interação predominante entre astrócitos e células endoteliais. Essas conexões foram mediadas por sinais moleculares específicos, como as vias SPP1/CD44 e SEMA3B/PLXND1, que regulam processos críticos como adesão celular, migração e remodelação vascular.

Legenda para Figura 1 em anexo:
Diversidade celular em metástases cerebrais humanas analisadas em resolução unicelular. (A) Visão geral esquemática das análises e pacotes utilizados. Dados de sequenciamento de RNA unicelular (scRNA-seq) de 128.421 células em 36 metástases cerebrais (origens primárias: melanoma, pulmão, mama, renal, ovário e colorretal) foram analisados usando o pacote Seurat para integração de dados e anotação celular, identificando seis tipos principais de células. Os insights de comunicação célula-célula foram derivados usando o pacote CellChat, e a análise de trajetória foi conduzida com o pacote Monocle 3. A transcriptômica espacial foi realizada usando os pacotes Semla e Spata2 para examinar arranjos espaciais moleculares em amostras selecionadas. (B) Visualização da paisagem celular da metástase cerebral. Usando UMAP para integração e agrupamento, são representadas 128.421 células malignas e não malignas de diversos tumores primários. As células malignas são mostradas em cinza e tipos distintos de células não malignas são representados pelas cores mostradas no painel C. (C) Frequências de células não malignas em metástases cerebrais humanas. Um gráfico de barras representa as frequências relativas de tipos de células não malignas identificadas em vários tipos de câncer nas metástases cerebrais, oferecendo informações sobre sua distribuição e prevalência no nicho metastático.