Revolucionando o tratamento do rabdomiosarcoma com zebrafish
Novos testes de medicamentos com zebrafish mostram promessas para tratar cânceres infantis agressivos.
Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz
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Índice
- Tipos de Rhabdomiosarcoma
- O Papel da Angiogênese no RMS
- Tratando RMS com Novos Medicamentos
- Regorafenibe
- Infigratinibe
- Por que o Zebrafish?
- Como Funciona?
- Estabelecendo o Modelo de Zebrafish
- Os Resultados: Combatendo Tumores e Impedindo o Crescimento Vascular
- Visão Geral dos Efeitos dos Medicamentos
- Um Olhar Sobre Células Derivadas de Pacientes
- Olhando Para Frente: Pesquisa e Aplicação na Vida Real
- Principais Conclusões
- Conclusão
- Fonte original
Rhabdomiosarcoma (RMS) é um tipo de câncer bem agressivo, afetando principalmente crianças e adolescentes. Na verdade, representa cerca de 3-4% de todos os cânceres em crianças e cerca da metade de todos os cânceres de tecidos moles nessa faixa etária. Nos Estados Unidos, cerca de 350 novos casos são reportados a cada ano, com números semelhantes no Reino Unido e na Europa. Infelizmente, as chances de sobreviver a esse câncer não melhoraram muito ao longo dos anos, com muitos pacientes vendo uma taxa de sobrevivência de cinco anos abaixo de 30%. Mesmo quando os pacientes entram em remissão, eles frequentemente lidam com problemas de saúde a longo prazo devido aos tratamentos difíceis que receberam.
Tipos de Rhabdomiosarcoma
O RMS tem dois tipos principais: embrionário (ERMS) e alveolar (ARMS). Esses tipos podem ser divididos ainda mais com base na sua composição genética. Por exemplo, cerca de 80% dos casos de ARMS estão ligados a mudanças específicas nos cromossomos que levam à criação de uma proteína de fusão que impulsiona o crescimento do câncer. Essa proteína de fusão faz com que as células ajam de maneiras que promovem o crescimento tumoral. Por outro lado, o ERMS apresenta mais variedade genética e não compartilha essa fusão. No entanto, geralmente tem mutações em caminhos-chave que ajudam a controlar o crescimento celular.
A presença da proteína de fusão torna o ARMS muito mais agressivo que o ERMS. Isso levou pesquisadores e médicos a se concentrarem no status da fusão ao decidir sobre planos de tratamento, em vez de apenas no tipo de tumor.
Angiogênese no RMS
O Papel daUma das partes fascinantes do RMS é como os Tumores podem interagir com os vasos sanguíneos. Os tumores de RMS promovem o crescimento de novos vasos sanguíneos, um processo conhecido como angiogênese. Isso ajuda os tumores a receber os nutrientes e o oxigênio que precisam para crescer. No caso do RMS, tanto os tipos positivos quanto os negativos para fusão parecem aumentar esse crescimento de vasos sanguíneos, tornando isso uma área de interesse para tratamento.
Tratando RMS com Novos Medicamentos
Recentemente, os pesquisadores têm investigado maneiras de tratar o RMS de forma mais eficaz usando uma classe de medicamentos conhecida como inibidores de tirosina quinase multi-receptores (MRTKIs). Esses medicamentos podem bloquear sinais que ajudam os tumores a crescer e a desenvolver novos vasos sanguíneos. Alguns MRTKIs, como regorafenibe e infigratinibe, mostraram promessas tanto em testes laboratoriais quanto em ensaios clínicos iniciais, oferecendo esperança de melhores opções de tratamento para pacientes com RMS.
Regorafenibe
Regorafenibe é um medicamento poderoso que ataca vários tipos de proteínas receptoras nas células cancerígenas. Ele pode bloquear sinais que ajudam tanto no crescimento do tumor quanto na formação de vasos sanguíneos. Em testes iniciais, o regorafenibe mostrou que poderia desacelerar o crescimento das células de RMS e prolongar a sobrevivência em modelos animais.
Infigratinibe
O infigratinibe foca principalmente em bloquear sinais de um grupo específico de receptores ligados ao crescimento do câncer. Estudos iniciais sugerem que o infigratinibe pode ser especialmente eficaz contra o tipo de RMS positivo para fusão.
Por que o Zebrafish?
Os pesquisadores estão sempre em busca de melhores maneiras de testar novos tratamentos. Aí entra o zebrafish—um peixinho pequeno e transparente que virou favorito nas pesquisas sobre câncer. Os corpos claros desses peixes permitem que os cientistas observem o crescimento de tumores e como eles interagem com os vasos sanguíneos em tempo real. Além disso, é muito mais fácil lidar com eles do que com camundongos quando se trata de observar detalhes minúsculos.
Como Funciona?
Nesse estudo, os cientistas injetam células de RMS na gema de embriões de zebrafish. Os embriões são monitorados para o crescimento de tumores e desenvolvimento de vasos sanguíneos. Usando zebrafish, os pesquisadores podem avaliar rapidamente quão bem novos medicamentos, como regorafenibe e infigratinibe, estão funcionando contra tumores e sua capacidade de induzir o crescimento de vasos sanguíneos.
Estabelecendo o Modelo de Zebrafish
Esse modelo de zebrafish se mostrou eficaz porque os cientistas descobriram que injetar células de RMS na gema criou tumores maiores em comparação com outros métodos, como injetá-las no espaço perivitelino. Além disso, permitiu melhor observação de como os tumores influenciam o crescimento dos vasos sanguíneos.
Nos experimentos, uma variedade de linhagens celulares de RMS foi injetada, e todas conseguiram crescer e formar vasos sanguíneos. Isso incluiu dois tipos de RMS, que mostraram respostas diferentes aos medicamentos testados.
Os Resultados: Combatendo Tumores e Impedindo o Crescimento Vascular
Os experimentos revelaram que tanto o regorafenibe quanto o infigratinibe reduziram significativamente o tamanho do tumor no modelo de zebrafish. Cada medicamento afetou várias linhagens celulares de RMS de maneiras diferentes, mas ambos mostraram promessas em limitar a quantidade de novos vasos sanguíneos que cresceram em resposta aos tumores.
Visão Geral dos Efeitos dos Medicamentos
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Regorafenibe:
- Reduziu a área do tumor na maioria das linhagens celulares de RMS.
- Mostrou efeitos fortes em prevenir o crescimento de novos vasos sanguíneos, especialmente no tipo positivo para fusão.
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Infigratinibe:
- Também reduziu a área do tumor, com um impacto notável nos vasos sanguíneos, especialmente no RMS negativo para fusão.
- Incentivou mais estudos sobre seu uso para tratar o RMS.
Um Olhar Sobre Células Derivadas de Pacientes
Além das linhagens celulares, os pesquisadores introduziram células de RMS derivadas de pacientes no modelo de zebrafish. Essas células também cresceram bem e formaram vasos sanguíneos, semelhante às linhagens celulares estabelecidas. Notavelmente, quando tratadas com os MRTKIs, essas células derivadas de pacientes responderam de maneiras que sugeriam o potencial de usar esses medicamentos em ambientes clínicos.
Olhando Para Frente: Pesquisa e Aplicação na Vida Real
O trabalho com modelos de zebrafish abre novas portas para entender melhor o RMS e testar tratamentos. Ao focar tanto no crescimento do tumor quanto em como eles afetam os vasos sanguíneos, essa pesquisa pode levar a terapias mais direcionadas no futuro.
Principais Conclusões
- RMS é um câncer sério que muitas vezes carece de opções de tratamento eficazes.
- O modelo de zebrafish permite uma observação próxima do comportamento do tumor e dos efeitos dos medicamentos.
- Tanto o regorafenibe quanto o infigratinibe mostraram promessas em reduzir o tamanho do tumor e bloquear o crescimento de vasos sanguíneos.
- Estudar células derivadas de pacientes em zebrafish aumenta a relevância dos achados, abrindo caminho para futuros tratamentos.
Conclusão
Enquanto o RMS continua sendo um câncer desafiador de tratar, os avanços na pesquisa usando modelos inovadores, como o zebrafish embrionário, oferecem esperança. Ao entender melhor como esses tumores crescem e interagem com os vasos sanguíneos, os pesquisadores podem desenvolver terapias mais eficazes, melhorando, em última análise, os resultados para os jovens pacientes que lutam contra essa doença. E quem diria que peixinhos pequenos poderiam levar a grandes avanços no tratamento do câncer?
Fonte original
Título: A dual readout embryonic zebrafish xenograft model of rhabdomyosarcoma to assess clinically relevant multi-receptor tyrosine kinase inhibitors
Resumo: BackgroundRhabdomyosarcoma (RMS) is a highly aggressive soft tissue sarcoma, affecting children and adolescents, with poor prognosis in some patient groups. Better therapeutic regimens and preclinical models to test them in are needed. Multi-receptor tyrosine kinase inhibitors (MRTKIs) are licensed for adult indications and explored in the clinic in sarcoma patients. The MRTKI Regorafenib is currently assessed in the relapse setting in patients with RMS (NCT04625907). Reliable biomarkers of response for MRTKIs are lacking. MRTKIs act not only against the cancer cell, but also the supporting stroma, particularly the vasculature. The embryonic zebrafish is translucent and allows assessment of this interaction with high-throughput in vivo imaging. MethodsA new preclinical embryo zebrafish xenograft model was developed using Tg(flk1:GFP) (blood vessel reporter) transgenic zebrafish embryos inoculated in the yolk with fluorescently labelled cells from 7 different RMS cell lines (fusion-positive (FP): Rh4, Rh30, Rh41, RMS-01, fusion-negative (FN): RD, JR1, SMS-CTR), and patient-derived cells IC-pPDX-104 at 50 hours post-fertilization and incubated at 34{degrees}C for up to 70 hours. Xenografts and vessel beds were imaged and analysed using custom FIJI pipelines. MRTKIs regorafenib and infigratinib were used at a concentration of 0.1uM added to the fish water 4 hours post cell inoculation. Pro-angiogenic growth factors VEFG-A, FGF-2 and PDGF-BB were measured in conditioned media of each cell line. ResultsAll 7 RMS cell lines and the patient-derived cells engrafted with tumour burden assessment by fluorescent imaging and direct cell counting indicating adequate growth and high cell viability during the observation period. RMS tumours induced neo-vascularisation towards the tumour and increased density of proximal vessel beds. MRTKI treatment revealed a greater tumour-intrinsic sensitivity of FP cells, but identified a significant blockade of neo-vascularisation across all RMS lines, with regorafenib response correlated with secretion of VEGF-A. ConclusionWe have developed an embryonic zebrafish xenograft model of RMS, which allows assessment of tumour growth, vascularisation initiation and therapeutic responses to clinically relevant MRTKIs. The identification of VEGF-A secretion as potential biomarker for Regorafenib response and the separation of therapeutic effects on tumour growth and neovascularisation suggests additional value of our model for response prediction to MRTKIs.
Autores: Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz
Última atualização: 2024-12-25 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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