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# Biologia # Bioinformática

Novas Descobertas na Pesquisa sobre Câncer Colorretal

Pesquisas mostram que os neutrófilos têm potencial para estratégias de tratamento do CRC.

Valentin Marteau, Niloofar Nemati, Kristina Handler, Deeksha Raju, Erika Kvalem Soto, Georgios Fotakis, Sandro Carollo, Nina Boeck, Alessia Rossi, Alexander Kirchmair, Alexandra Scheiber, Arno Amann, Andreas Seeber, Elisabeth Gasser, Steffen Ormanns, Michael Günther, Agnieszka Martowicz, Zuzana Loncova, Giorgia Lamberti, Marie Theres Eling, Lena Horvath, Hassan Fazilaty, Tomas Valenta, Gregor Sturm, Dietmar Rieder, Sieghart Sopper, Andreas Pircher, Patrizia Stoitzner, Paul Ziegler, Markus Tschurtschenthaler, Florian Huemer, Daniel Neureiter, Richard Greil, Lukas Weiss, Marieke Ijsselsteijn, Noel F.C.C. de Miranda, Dominik Wolf, Isabelle C. Arnold, Stefan Salcher, Zlatko Trajanoski

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Índice

O câncer colorretal (CCR) é o tipo mais comum de câncer gastrointestinal e a segunda principal causa de mortes relacionadas ao câncer no mundo todo. Os fatores que contribuem pro aumento do CCR incluem mudanças no estilo de vida frequentemente ligadas às dietas ocidentais, como hábitos alimentares nada saudáveis, obesidade, falta de atividade física e consumo de álcool. É alarmante que mais jovens com menos de 50 anos estão sendo diagnosticados com essa doença, provavelmente por causa dos mesmos fatores de estilo de vida.

Apesar dos avanços na detecção precoce e nos tratamentos, a taxa de sobrevivência de pacientes com CCR metastático, que significa que o câncer se espalhou pra outras partes do corpo, ainda é baixa. Normalmente, os pacientes sobrevivem por cerca de 30 meses após o diagnóstico. O progresso em terapias direcionadas pro CCR ficou atrás em comparação com outros tipos de câncer, como o câncer de pulmão e melanoma, principalmente devido à diversidade genética encontrada no CCR e ao número limitado de tratamentos eficazes direcionados a mutações genéticas comuns.

O Papel do Sistema Imunológico

Curiosamente, o CCR nem sempre responde bem a tratamentos de imunoterapia que funcionaram pra outros tipos de câncer. Apenas uma pequena porcentagem de pacientes com CCR metastático se beneficia desses tratamentos, mesmo sabendo que o CCR tem algumas interações imunes. Isso abre espaço pra novas estratégias que aumentem as respostas imunes em pacientes de CCR cujos Tumores não têm características genéticas específicas que os tornem sensíveis à imunoterapia tradicional.

Os pesquisadores estão se esforçando pra transformar tumores "friosos", que são menos responsivos ao tratamento imunológico, em "quentes", que conseguem responder melhor à imunoterapia. Muitos Ensaios Clínicos foram lançados pra testar diferentes combinações de medicamentos visando ajudar o sistema imunológico a lutar contra o CCR.

A Necessidade de Melhor Pesquisa

Pra encontrar maneiras melhores de combater o CCR, os pesquisadores reconhecem a necessidade de entender o ambiente tumoral, principalmente as interações entre o tumor e o sistema imunológico. Isso inclui usar tecnologias avançadas de coleta de dados pra obter mais informações sobre como as células cancerígenas e as células imunológicas operam dentro dos tumores.

A tecnologia de sequenciamento de próxima geração (NGS) está sendo utilizada pra coletar dados genéticos detalhados de amostras de câncer. Isso ajudou a criar uma imagem abrangente do cenário tumoral no CCR, revelando uma diversidade significativa entre as células cancerígenas que poderia influenciar os resultados do tratamento.

Criando um Atlas Celular do CCR

Os pesquisadores compilaram uma quantidade impressionante de dados, juntando informações de sequenciamento de RNA de célula única de milhares de pacientes com CCR. Esse esforço colossal resultou em um atlas detalhado que delineia os diferentes tipos de células encontradas nos tumores de CCR em nível individual.

O atlas inclui milhões de células, permitindo que os cientistas identifiquem vários tipos e subtipos de células presentes no CCR. Analisando esses dados, eles conseguiram classificar os tumores em grupos com base nas respostas imunológicas observadas. Isso ajuda a identificar pacientes que podem ter uma resposta melhor a terapias específicas, levando a estratégias de tratamento mais personalizadas.

Neutrófilos: Os Heróis Não Reconhecidos

Entre os muitos tipos de células estudadas nesse atlas, os neutrófilos, um tipo de glóbulo branco, desempenham um papel crucial. Essas células costumam ser as primeiras a responder a locais de infecção ou lesão e agora estão sendo reconhecidas por seu papel no câncer. Os neutrófilos podem ter diferentes funções, alguns promovendo a progressão do câncer enquanto outros podem ajudar a combatê-lo.

Entender o comportamento e as características dos neutrófilos no CCR é essencial. Pesquisas mostram que os neutrófilos podem mudar suas funções dependendo da localização dentro do ambiente tumoral. Alguns neutrófilos parecem desenvolver habilidades especiais que permitem apresentar antígenos—basicamente pedaços do tumor que podem ser reconhecidos pelo sistema imunológico. Essa capacidade gerou interesse em usar neutrófilos no tratamento do câncer.

Como os Tumores Afetam os Neutrófilos

Os tumores podem mudar a maneira como os neutrófilos se comportam. Por exemplo, quando os pesquisadores analisaram neutrófilos tanto no sangue quanto nos tecidos tumorais, descobriram que os neutrófilos associados a tumores (NATs) mostram propriedades diferentes em comparação aos neutrófilos que estão apenas circulando na corrente sanguínea. O ambiente tumoral parece tornar essas células mais dinâmicas e adaptáveis.

Os pesquisadores identificaram vários subtipos de neutrófilos no CCR. As descobertas sugerem que essas células passam por uma transformação quando entram no tumor, adquirindo novas habilidades que poderiam ajudar o sistema imunológico a combater câncer. Essa mudança é parecida com como uma lagarta se transforma em uma borboleta—papéis totalmente diferentes!

A Importância da Análise Espacial

A disposição espacial das células dentro do ambiente tumoral também é importante. Os neutrófilos tendem a se reunir em regiões específicas ou "nichos" dentro do tumor, o que influencia sua função. Estudando onde essas células estão localizadas, os pesquisadores podem entender melhor suas interações com as células cancerígenas e outras células imunológicas.

Estudos recentes utilizaram técnicas de imagem avançadas pra visualizar a disposição dessas células imunológicas nos tumores de CCR. Eles descobriram que os neutrófilos se agrupam em regiões que podem ajudá-los a trabalhar de forma mais eficaz como parte da resposta imunológica.

Insights de Modelos Animais

Pra replicar o que acontece nos humanos, os cientistas estão usando modelos animais. Em particular, eles desenvolveram modelos de camundongos que imitam o CCR humano. Quando o câncer cresce nesses camundongos, os pesquisadores podem estudar como os neutrófilos reagem no contexto de um sistema imunológico funcional.

Esses estudos mostraram que os comportamentos dos neutrófilos em camundongos refletem de perto o que acontece no CCR humano. Por exemplo, quando tumores se desenvolvem nesses camundongos, o corpo produz mais neutrófilos, sugerindo que a presença do câncer sinaliza à medula óssea pra aumentar a produção.

Olhando o Grande Quadro

Combinar informações de amostras humanas e modelos de camundongos oferece uma compreensão mais ampla de como os neutrófilos se comportam no contexto do CCR. Os pesquisadores identificaram mudanças na expressão gênica que acontecem quando os neutrófilos são expostos ao ambiente tumoral, revelando os mecanismos subjacentes que impulsionam essas adaptações.

Entendendo como os sinais do tumor influenciam o comportamento dos neutrófilos, os cientistas podem desenvolver novos tratamentos que aproveitem essas mudanças na resposta imunológica. Isso pode levar a terapias mais eficazes para pacientes com CCR, potencialmente usando neutrófilos como parte do plano de tratamento.

O Futuro da Pesquisa em CCR

As descobertas dessa pesquisa abrangente aprimoram nossa compreensão do câncer colorretal e trazem esperanças pra futuras terapias. Com um atlas detalhado das células do CCR, os pesquisadores podem investigar como diferentes tipos de células interagem e trabalham juntas pra influenciar a progressão do câncer e as respostas ao tratamento.

Focando em células imunológicas especializadas como os neutrófilos, os cientistas estão abrindo caminhos pra tratamentos inovadores. Os neutrófilos, tradicionalmente vistos apenas como parte do sistema de defesa do corpo, estão sendo reconhecidos como peças-chave na batalha contra o câncer. Sua capacidade de se adaptar e mudar traz esperança pra novas estratégias em imunoterapia, potencialmente transformando o cenário do tratamento do CCR.

Conclusão

O câncer colorretal continua sendo um desafio de saúde significativo, mas a pesquisa em andamento está abrindo caminho pra uma melhor compreensão e opções de tratamento inovadoras. À medida que mais informações surgem sobre a interação entre células tumorais e imunológicas, especialmente os neutrófilos, podemos esperar um progresso em como o CCR é diagnosticado e tratado.

Na busca pelas melhores maneiras de tratar o CCR, os pesquisadores são como detetives desvendando um mistério. Com cada nova descoberta, eles se aproximam da solução do quebra-cabeça dessa doença complexa e da melhoria da vida dos afetados por ela.

Fonte original

Título: Single-cell integration and multi-modal profiling reveals phenotypes and spatial organization of neutrophils in colorectal cancer

Resumo: Precision oncology including immunotherapy with checkpoint blockers for patients with colorectal cancer (CRC) continues to lag behind other cancer types. The immune composition of the tumor microenvironment (TME) has a major impact on the therapeutic response and clinical outcome. Here, we comprehensively characterize the TME at the single-cell level by first building a large-scale atlas that integrates 4.27 million single cells from 1,670 samples and then complementing the atlas by profiling single cells with low mRNA content. The analysis of the atlas allows refined tumor classification into four immune phenotypes: immune desert, B cell enriched, T cell enriched, and myeloid enriched subtypes. Within the myeloid compartment we uncover distinct subpopulations of neutrophils that acquire new functional properties in blood and in the TME, including antigen-presenting capabilities. Further, spatial multimodal single-cell profiling reveals that neutrophils are organized in clusters within distinct multi-cellular niches. Finally, using an orthotopic mouse model we show that cancer-derived systemic signals modify neutrophil production in the bone marrow, providing evidence for tumor-induced granulopoiesis. Our study provides a high-resolution resource for CRC TME and suggests novel therapeutic strategies targeting neutrophils.

Autores: Valentin Marteau, Niloofar Nemati, Kristina Handler, Deeksha Raju, Erika Kvalem Soto, Georgios Fotakis, Sandro Carollo, Nina Boeck, Alessia Rossi, Alexander Kirchmair, Alexandra Scheiber, Arno Amann, Andreas Seeber, Elisabeth Gasser, Steffen Ormanns, Michael Günther, Agnieszka Martowicz, Zuzana Loncova, Giorgia Lamberti, Marie Theres Eling, Lena Horvath, Hassan Fazilaty, Tomas Valenta, Gregor Sturm, Dietmar Rieder, Sieghart Sopper, Andreas Pircher, Patrizia Stoitzner, Paul Ziegler, Markus Tschurtschenthaler, Florian Huemer, Daniel Neureiter, Richard Greil, Lukas Weiss, Marieke Ijsselsteijn, Noel F.C.C. de Miranda, Dominik Wolf, Isabelle C. Arnold, Stefan Salcher, Zlatko Trajanoski

Última atualização: 2024-12-24 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.26.609563

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.26.609563.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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