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Desvendando a Sensibilidade à Terapia de Radiação: Um Novo Estudo

Pesquisas mostram que fatores genéticos influenciam as respostas ao tratamento do câncer.

Ángela Solana-Peña, Monica Pujol-Canadell, Juan-Sebastián López, Miquel Macià, Evelyn Martínez Pérez, Isabel Linares, Milica Stefanovic, Héctor Pérez-Montero, Javier González-Viguera, Marina Arangüena Peñacoba, Montse Ventura, Gisela de Miguel-Garcia, Ferran Guedea, Nadina Erill, Victor González-Rumayor, Gemma Armengol, Joan Francesc Barquinero

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A radioterapia é um método bem popular pra tratar vários tipos de câncer. Ela usa Radiação de alta energia pra matar as células cancerígenas ou impedir que elas cresçam. É tipo chamar os reforços pra pegar os vilões, só que os vilões são as células cancerígenas. Segundo as estatísticas disponíveis, mais de 50% dos pacientes com câncer recebem radioterapia em algum momento do tratamento.

Apesar de ser eficaz, a radioterapia não ataca só as células cancerígenas. Ela pode também afetar tecidos saudáveis, resultando em efeitos colaterais como vermelhidão na pele, úlceras e cicatrizes. Aí é que a coisa fica complicada, porque muitos pacientes enfrentam esses efeitos indesejados.

Avanços Tecnológicos em Radioterapia

Mas, felizmente, a tecnologia tá dando uma força! Novas técnicas de radioterapia, como a radioterapia estereotáxica e a radioterapia modulada por intensidade, melhoraram como a radiação é entregue. Esses métodos ajudam a focar a radiação no tumor e diminuem o impacto nos tecidos saudáveis ao redor. Pense nisso como direcionar uma mangueira pra acertar só as plantas e não a calçada.

No entanto, mesmo com esses avanços, ainda se reconhece que 5% a 10% dos pacientes tratados com radiação podem ter reações negativas em seus tecidos saudáveis. Então, ainda rola a necessidade de entender quais pacientes podem ser mais sensíveis a esses efeitos colaterais.

O Enigma da Sensibilidade

Uma das teorias, chamada hipótese de Hsu, sugere que nem todo mundo reage à radiação do mesmo jeito. É como algumas pessoas aguentam comida apimentada enquanto outras pegam o leite assim que mordem um jalapeño. Algumas condições genéticas raras fazem com que certos indivíduos sejam mais sensíveis à radiação. Doenças como ataxia telangiectasia e anemia de Fanconi podem deixar as pessoas mais suscetíveis a danos por radiação.

Mas aqui tá o detalhe: ter essas doenças raras não explica completamente os 5% a 10% de pacientes que reagem mal. Vários outros fatores podem influenciar como uma pessoa responde à radioterapia. Esses incluem a quantidade de radiação dada, a área específica que está sendo tratada, quaisquer tratamentos adicionais e até características pessoais como idade e condições de saúde.

Estima-se que apenas cerca de 20% das diferenças nas reações podem ser explicadas por esses fatores. O resto pode depender da genética, o que torna a busca por Biomarcadores-características que podemos medir que podem prever como alguém reage à radiação-super importante.

O Que São Biomarcadores e Por Que Eles Importam?

Biomarcadores são indicadores biológicos que podem dar pistas sobre como alguém pode responder a um tratamento. Na radioterapia, os cientistas estão especialmente interessados em biomarcadores relacionados aos danos causados ao DNA e como as células morrem em resposta à radiação.

Um dos primeiros sinais de dano ao DNA após a radiação é um processo chamado fosforilação de uma proteína conhecida como H2AX. Quando o DNA é danificado, o H2AX fica “marcado” de um jeito que torna ele mensurável. Pesquisadores estão estudando isso como um possível biomarcador pra sensibilidade à radiação.

Mas esse não é o único foco. Outros biomarcadores incluem observar mudanças em cromossomos após a radiação, avaliar quão bem as células conseguem impedir que células danificadas se dividam e medir diferentes tipos de morte celular.

Por exemplo, alguns estudos mostraram que pacientes com câncer que têm certos tipos de danos nos tecidos podem ter mais anomalias cromossômicas. Outros descobriram que a capacidade de parar células danificadas de progredirem está ligada a quão sensível alguém é à radiação.

O Papel da Apoptose

A morte celular programada, conhecida como apoptose, é outra área de interesse quando se fala em radioterapia. É tipo a forma das células seguirem as regras e não criarem caos quando são danificadas. Se as células não conseguem se consertar após a radiação, elas podem simplesmente decidir que é hora de ir embora, o que é uma boa estratégia pra evitar mais danos.

Pesquisadores estão explorando como a radiação pode levar a esse tipo de morte celular, especialmente em linfócitos T, que são células imunes importantes. Alguns estudos descobriram que pacientes que têm efeitos colaterais após a radiação tendem a ter níveis mais baixos de apoptose do que aqueles que não têm. Isso pode variar com base em vários fatores, incluindo diferenças genéticas.

Estudos Genéticos e Suas Descobertas

Estudos radiogenômicos olham como variações genéticas individuais podem influenciar reações à radiação. Estudando essas variações, os pesquisadores esperam encontrar biomarcadores confiáveis que possam indicar quem pode enfrentar efeitos colaterais da radioterapia.

Existem diferentes tipos desses estudos, analisando a expressão gênica ou observando variações gênicas específicas chamadas polimorfismos de nucleotídeo único (SNPS). Esses SNPs podem afetar vários caminhos celulares ligados à resposta à radiação, como crescimento celular, reparo de DNA e até como as células lidam com estresse.

Por exemplo, genes relacionados à apoptose (como TP53), crescimento celular (como CDKs) e reparo de DNA (como XRCC4) já foram estudados. Embora alguns achados tenham sido promissores, eles nem sempre foram reproduzidos em estudos maiores, deixando uma certa incerteza nos resultados.

A Montagem do Estudo

Pra investigar essas ideias interessantes mais a fundo, os pesquisadores reuniram um grupo de 60 mulheres que tinham sido tratadas por câncer de mama. Elas tinham entre 43 e 73 anos e estavam em remissão completa. Essas participantes haviam recebido radioterapia e a maioria fez tratamentos adicionais, como quimioterapia ou terapia hormonal.

Amostras de sangue foram coletadas das participantes durante os check-ups médicos. Os pesquisadores isolaram células imunes específicas do sangue pra estudar suas reações à radiação. Isso envolveu irradiar algumas amostras e medir fatores relacionados ao dano no DNA e à apoptose.

Testes e Análise da Radiação

No laboratório, os pesquisadores irradiaram células com quantidades específicas de radiação e depois observaram como essas células reagiram nas horas seguintes à exposição. Eles analisaram quanto dano ocorreu medindo os níveis de γ-H2AX, que indicam danos no DNA, e avaliando quantas células passaram por apoptose, ou morte celular programada.

Usando citometria de fluxo-uma técnica que ajuda a analisar células-os pesquisadores mediram quanto de γ-H2AX estava presente e quantos linfócitos T estavam passando por apoptose. Eles verificaram os níveis em vários momentos após a exposição à radiação pra entender quão rápido e significativamente as células responderam.

Descobertas sobre γ-H2AX e Apoptose

Ao analisar os dados, os pesquisadores encontraram uma grande variação nas quantidades de γ-H2AX após a exposição à radiação, indicando diferenças entre indivíduos. Havia uma tendência clara mostrando que aqueles com níveis mais altos de γ-H2AX tinham mais danos no DNA, o que sugere que podem ser menos eficientes em repará-lo.

Curiosamente, quando os pesquisadores olharam as taxas de apoptose, descobriram que os níveis de apoptose precoce e tardia mudaram ao longo do tempo. Após 48 horas pós-radiação, a porcentagem de células passando por apoptose aumentou em comparação com 24 horas, indicando um atraso na resposta celular.

Em termos de correlação, os pesquisadores encontraram que pacientes que tinham níveis mais altos de γ-H2AX também tendiam a ter níveis mais baixos de apoptose. Isso sugeriu que indivíduos que têm dificuldade em eliminar células danificadas pela apoptose podem ser aqueles que também têm mais danos ao DNA residual.

O Papel dos SNPs na Resposta Individual

Pra entender como diferenças genéticas podem influenciar essas reações, os pesquisadores examinaram SNPs específicos nos participantes do estudo. Através da análise, certos SNPs mostraram diferenças entre grupos de pacientes dependendo de suas taxas de apoptose.

Por exemplo, um SNP importante estava no gene TP53, que ajuda a regular a morte celular na presença de danos ao DNA. Outro estava no gene FAS, ligado à via de apoptose iniciada por sinais de morte vindos de fora da célula.

Enquanto algumas diferenças genéticas apareceram como esperado na análise de apoptose, curiosamente, os pesquisadores descobriram que dois SNPs estavam associados a diferentes respostas apoptóticas-TP53 e FAS. Nesse caso, a presença da variação genética certa parecia influenciar quão efetivamente os indivíduos passaram por apoptose após a exposição à radiação.

Conclusão: O Caminho à Frente

Os resultados desse estudo revelaram que as respostas individuais à radioterapia podem variar bastante. Alguns pacientes podem sofrer mais danos do que outros, e entender os motivos por trás dessa variabilidade é crucial.

A interação entre reparo de DNA, morte celular programada e diferenças genéticas é complexa, e mais estudos são necessários pra compreender completamente como esses fatores se juntam. O objetivo final é identificar biomarcadores confiáveis que possam prever quais pacientes têm mais chances de experimentar efeitos colaterais da radioterapia.

Fazendo isso, o campo médico pode avançar em direção a oferecer planos de tratamento mais personalizados e eficazes pra câncer, garantindo que cada paciente seja tratado como um indivíduo e não apenas um número. Isso pode levar a resultados melhores, menos efeitos colaterais e pacientes geralmente mais felizes-porque quem não gostaria de fazer menos visitas ao médico e passar mais tempo no sofá vendo seu programa favorito?

Fonte original

Título: Correlation between DNA double strand breaks and cell death in peripheral blood lymphocytes from breast cancer patients

Resumo: Radiotherapy is an effective treatment to fight cancer. However, it not only affects cancer cells but also healthy tissues, causing side effects. Different factors can influence the appearance of radiotoxicity, like total dose administered or patient individual characteristics, such as genetic variability. Several biomarkers have been proposed to predict radiotoxicity, especially those based on apoptosis or DNA damage, for example {gamma}-H2AX, which correlates with DNA double strand breaks. Our purpose is to analyze how apoptosis and {gamma}-H2AX correlate to each other and to link these results with selected SNPs associated with apoptosis. Blood samples from 60 breast cancer patients in remission were recruited. After mononucleated cells isolation, samples were irradiated. Then, we assessed induction and kinetics of disappearance of {gamma}-H2AX at different times after 2-Gy irradiation and apoptosis induced 24 and 48 h after 8-Gy irradiation. A negative correlation was observed between basal and residual {gamma}-H2AX and apoptosis at 48 h post-irradiation. This result supports previous studies with cancer patients showing a negative correlation between these two biomarkers. Considering the high variability of radio-induced apoptosis, we performed a genotyping study. Two SNPs located at TP53 and FAS genes were associated with apoptosis. Overall, our results indicate that individuals with less efficiency in removing damaged cells, probably due to genetic polymorphisms, presented more basal and residual levels of DNA damage.

Autores: Ángela Solana-Peña, Monica Pujol-Canadell, Juan-Sebastián López, Miquel Macià, Evelyn Martínez Pérez, Isabel Linares, Milica Stefanovic, Héctor Pérez-Montero, Javier González-Viguera, Marina Arangüena Peñacoba, Montse Ventura, Gisela de Miguel-Garcia, Ferran Guedea, Nadina Erill, Victor González-Rumayor, Gemma Armengol, Joan Francesc Barquinero

Última atualização: Dec 24, 2024

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630130

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630130.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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