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# Biologia # Biologia do Cancro

Vírus Zika como um Tratamento Potencial para Tumores Cerebrais na Infância

Explorando o papel do Zika em atacar tumores pediátricos agressivos e respostas imunes.

Matt Sherwood, Thiago G. Mitsugi, Carolini Kaid, Brandon Coke, Mayana Zatz, Kevin Maringer, Oswaldo K. Okamoto, Rob M. Ewing

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Zika: Uma Nova Esperança Zika: Uma Nova Esperança para Tumores Cerebrais tumores cerebrais infantis. Investigando o potencial do Zika contra
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Tumores cerebrais na infância, especialmente os malignos como o meduloblastoma e o ATRT, são um grande problema. Eles são os cânceres sólidos mais comuns em crianças e frequentemente levam a sérios problemas de saúde e até morte. Os tratamentos que temos agora são bem pesados e podem deixar os pacientes com problemas duradouros, dificultando a vida mesmo para quem sobrevive. Tem uma necessidade real de terapias que sejam menos agressivas e mais precisas, principalmente aquelas que conseguem fazer o sistema imunológico lutar contra o tumor.

Uma abordagem interessante é usar vírus oncolíticos (VOs). Esses vírus podem atacar e matar especificamente células cancerosas, o que ajuda a reduzir a necessidade de doses altas de quimioterapia e radiação – que não são nada legais. Esses vírus agem de duas maneiras principais: eles destroem diretamente as células cancerosas infectadas e ativam o sistema imunológico para lutar contra o tumor.

O Desafio dos Tumores Agressivos

Muitos cânceres infantis, incluindo meduloblastoma e ATRT, têm o que chamamos de "células-tronco cancerígenas". Esses pequenos problemas contribuem para coisas como crescimento do tumor, disseminação e resistência ao tratamento. A boa notícia é que os VOs mostraram potencial em atacar essas células difíceis, o que poderia ajudar a superar os desafios do tratamento.

Até agora, alguns VOs foram aprovados para uso clínico, e um montão de 200 ensaios clínicos estão testando-os para tratar vários tipos de câncer. Desde 2015, o interesse na pesquisa de VOs disparou, especialmente com a FDA dando sinal verde para um vírus herpes modificado tratar melanoma em adultos. Mais recentemente, em 2022, o Japão aprovou um vírus herpes chamado Delytact para tratar tumores cerebrais recorrentes em adultos.

Tem também ensaios em andamento que estão olhando para o uso de VOs em tumores cerebrais infantis, com alguns mostrando resultados promissores em melhorar as taxas de sobrevivência e efeitos colaterais majoritariamente leves.

O Vírus Zika

Agora, vamos falar do vírus Zika. Esse vírus danado é um vírus de RNA de fita simples. Ele pode ser passado de mães para bebês durante a gravidez, causando várias complicações. O vírus infecta certas células do cérebro no feto, causando problemas de crescimento e até problemas no desenvolvimento. No entanto, em crianças mais velhas e adultos, a infecção por Zika geralmente não causa muitos sintomas e normalmente se resolve em uma semana ou mais.

No nosso laboratório, mostramos que o Zika pode infectar e matar células de tumores cerebrais agressivos de crianças e adultos. Vimos que o Zika também pode promover o sistema imunológico a atacar tumores sem prejudicar o cérebro em modelos de camundongos. A resposta imunológica inclui vários tipos de células imunes que ajudam a eliminar o tumor, levando a uma imunidade duradoura.

Curiosamente, o Zika também foi mostrado como um combatente contra tumores em cães, reduzindo o tamanho do tumor e melhorando os sintomas clínicos sem causar danos duradouros.

A Necessidade de Mais Pesquisa

Embora saibamos bastante sobre o Zika e seus efeitos em tumores, ainda há muito a aprender. Precisamos aplicar técnicas modernas de dados para entender como o Zika se comporta nas células de tumores cerebrais infantis. Embora saibamos que o Zika afeta a sinalização WNT, o quadro completo sobre a resposta das Células Tumorais em comparação com as células derivadas dos pacientes ainda não está claro.

No nosso estudo atual, a gente queria observar como diferentes células de tumor cerebral e células de crianças afetadas pelo Zika reagiram nas primeiras horas da infecção. Descobrimos que a forma como o Zika afeta essas células varia bastante.

Por exemplo, as células precursoras neurais de crianças afetadas pelo Zika mostram uma grande queda em processos de desenvolvimento importantes após a infecção. Isso não é uma boa notícia. Enquanto isso, as células de tumor cerebral mostram sinais de ativação da resposta imunológica, levando a um efeito anti-tumoral. Também identificamos um marcador potencial que pode ajudar a prever como os pacientes vão responder ao tratamento com Zika.

O Impacto do Zika nas Células Tumorais

Depois de infectar as células tumorais com Zika, notamos respostas diferentes dependendo do tipo de célula. Através de uma análise de alta tecnologia, descobrimos que a infecção pelo vírus Zika causa mudanças específicas na expressão gênica tanto das células tumorais quanto das células precursoras neurais.

Em cerca de 12 a 24 horas, as células tumorais mostraram um aumento massivo na replicação viral em comparação com as células precursoras. Apesar dos baixos níveis de Zika nas células precursoras, percebemos que milhares de genes mudaram sua expressão, mostrando o quão sensíveis essas células são ao Zika.

Ao avaliar os genes afetados, descobrimos que a infecção por Zika leva a muitas mudanças ligadas ao crescimento celular, comunicação e até um tipo de morte celular que ajuda a desencadear uma resposta imunológica. Isso sugere que o Zika pode ajudar o corpo a eliminar células tumorais.

O Que Acontece Após a Infecção

A resposta à infecção por Zika também destacou diferentes processos biológicos nas células tumorais. Vimos uma forte reação em vias relacionadas à inflamação e à resposta imunológica conforme as células tumorais reagiam ao vírus.

Após 24 horas, notamos que termos-chave relacionados à interação celular e sobrevivência estavam diminuídos. Isso implica que, enquanto o Zika estava causando caos, também estava empurrando as células tumorais em direção à morte.

O Papel do TNF-alfa

Outro aspecto importante das nossas descobertas foi em relação ao TNF-alfa, uma proteína-chave envolvida nas respostas imunológicas. Após a infecção por Zika, ambos os tipos de células tumorais mostraram um aumento significativo em TNF-alfa.

Quando investigamos a importância clínica desse aumento, descobrimos que níveis mais altos de TNF-alfa estavam frequentemente ligados a uma pior sobrevivência em pacientes com meduloblastoma. Mas tem uma reviravolta; embora o TNF-alfa geralmente promova o crescimento do tumor, ele pode também ajudar a aumentar a eficácia da terapia com Zika, tornando as células tumorais mais propensas a morrer quando infectadas pelo vírus.

O Secretoma e Como Ele Pode Ajudar

Mergulhando mais fundo, olhamos para as proteínas liberadas pelas células tumorais infectadas pelo Zika – o secretoma delas. Encontramos uma gama ampla de citocinas, que são importantes para a comunicação entre células, particularmente nas respostas imunológicas. As mudanças nas secreções mostraram que o Zika pode levar a sinais pró-inflamatórios, o que pode ajudar o sistema imunológico a atacar melhor os tumores.

Curiosamente, muitas dessas proteínas secretadas já são usadas em terapias, o que significa que a infecção por Zika pode potencializar os resultados quando combinada com tratamentos existentes.

Alvo do Microambiente Tumoral

A gente também deu uma olhada mais de perto no microambiente tumoral (TME) – a área ao redor do tumor, onde várias células interagem e influenciam o crescimento do tumor. Nossa análise indicou que as citocinas pró-inflamatórias liberadas pelas células tumorais infectadas pelo Zika poderiam levar a mudanças favoráveis no TME.

Nossas descobertas sugerem que as proteínas secretadas das células infectadas pelo Zika podem incentivar as células imunes a se moverem para o TME, criando um ambiente mais favorável para combater os tumores.

Modelando a Resposta Imunológica

Para entender melhor como as proteínas induzidas pelo Zika poderiam impactar o sistema imunológico, modelamos como elas poderiam afetar várias células imunes. O que encontramos foi que muitas células imunes – particularmente aquelas envolvidas nas respostas anti-tumorais – estavam realmente prontas para reagir a esses sinais.

Essas células imunes são como pequenos soldados esperando o comando certo para atacar o inimigo (neste caso, as células tumorais). Analisando isso, identificamos estados de ativação distintos para múltiplos tipos de células imunes, indicando uma resposta potencial personalizada após a infecção por Zika.

Conclusão

Resumindo, nosso estudo destaca a interação fascinante entre o vírus Zika e tumores cerebrais pediátricos. Vemos potencial em usar o Zika como método de tratamento devido à sua capacidade não apenas de combater células tumorais diretamente, mas também de estimular uma resposta imunológica robusta.

Embora tenhamos descoberto dados promissores sobre o papel do Zika, mais pesquisa é necessária para entender completamente como podemos aproveitar essas informações em ambientes clínicos. Com o crescente corpo de evidências mostrando o potencial terapêutico do Zika, podemos estar à beira de algo realmente benéfico para tratar tumores cerebrais agressivos na infância.

Nesta batalha contra os cânceres pediátricos, o Zika pode ser apenas uma arma não tão secreta esperando para ser utilizada. Então sim, vamos manter nossas cabeças de pesquisa ligadas e nosso senso de humor intacto, porque a luta contra o câncer é uma montanha-russa e tanto!

Fonte original

Título: Multiomics analysis reveals key immunogenic signatures induced by oncolytic Zika virus infection of paediatric brain tumour cells

Resumo: Brain tumours disproportionately affect children and are the largest cause of paediatric cancer-related death. Despite decades of research, paediatric standard-of-care therapy still predominantly relies on surgery, radiotherapy, and systemic use of cytotoxic chemotherapeutic agents, all of which can result in debilitating acute and late effects. Novel therapies that engage the immune system, such as oncolytic viruses (OVs), hold great promise and are desperately needed. Zika virus (ZIKV) infects and destroys aggressive cells from paediatric medulloblastoma, atypical teratoid rhabdoid tumour (ATRT), diffuse midline glioma (DMG), ependymoma and neuroblastoma. Despite this, the molecular mechanisms underpinning this therapeutic response are grossly unknown. By profiling the transcriptome across a time-course, we comprehensively investigated the response of paediatric medulloblastoma and ATRT brain tumour cells to ZIKV infection at the transcriptome level for the first time. We observed conserved TNF signalling pathway and cytokine signalling-related signatures following ZIKV infection. We demonstrated that the canonical TNF-alpha signalling pathway is implicated in oncolysis by reducing the viability of ZIKV-infected brain tumour cells and is a likely contributor to the anti-tumoural immune response through TNF-alpha secretion. Our findings have highlighted TNF-alpha as a potential prognostic marker for oncolytic ZIKV virotherapy. Performing a 49-plex ELISA, we generated the most comprehensive ZIKV-infected cancer cell secretome to date. We demonstrated that ZIKV infection induces a clinically relevant and diverse pro-inflammatory brain tumour cell secretome, thus circumventing the need for transgene modification to boost efficacy. We assessed publicly available scRNA-Seq data to model how the ZIKV-induced secretome may (i) interact with medulloblastoma tumour microenvironment (TME) cells via paracrine signalling and (ii) polarise lymph node immune cells via endocrine signalling. Our modelling has provided significant insight into the cytokine response that orchestrates the diverse anti-tumoural immune response during oncolytic ZIKV infection of brain tumours. Our findings have significantly contributed to understanding the molecular mechanisms governing oncolytic ZIKV infection and will help pave the way towards ZIKV-based virotherapy.

Autores: Matt Sherwood, Thiago G. Mitsugi, Carolini Kaid, Brandon Coke, Mayana Zatz, Kevin Maringer, Oswaldo K. Okamoto, Rob M. Ewing

Última atualização: 2024-11-29 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625843

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625843.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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