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O Papel dos Micróbios no Tratamento do Câncer de Mama

Estudo explora como microrganismos podem afetar as respostas imunológicas no câncer de mama.

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O câncer de mama é uma grande preocupação de saúde no mundo todo, principalmente para as mulheres. É o câncer mais comum que elas enfrentam. A forma como ele é tratado e as chances de recuperação podem depender bastante do tipo específico de câncer de mama. Esse tipo é frequentemente reconhecido por certas proteínas encontradas na superfície das células cancerígenas. Essas proteínas incluem receptor de estrogênio (ER), receptor de progesterona (PR) e HER2. A presença ou ausência dessas proteínas guia os médicos sobre como tratar melhor o câncer.

Entre os diferentes tipos de câncer de mama, tem um chamado câncer de mama triplo negativo (TNBC). Esse tipo é meio agressivo-não tem esses receptores chave e tende a ser mais complicado de lidar. Os médicos muitas vezes têm que recorrer à quimioterapia para gerenciá-lo, mas esse método vem com um alto risco de recaída do câncer. Nos últimos dez anos, um novo tipo de tratamento chamado imunoterapia começou a mudar o jogo. Essa abordagem ajuda o sistema imunológico a lutar contra o câncer. Surpreendentemente, o TNBC mostrou as reações mais fortes a esses tratamentos, levando à aprovação da imunoterapia para alguns pacientes.

Mas tem um detalhe: nem todos os pacientes com TNBC respondem bem à imunoterapia, o que deixa os médicos coçando a cabeça. Uma das áreas que precisa de mais pesquisa é como certas células imunológicas, especialmente os linfócitos infiltrantes de tumor CD8+ (TILs), desempenham um papel na luta contra o câncer. Essas células imunológicas são essenciais para uma forte resposta anticancerígena. Quanto mais CD8+ TILs no tumor, melhores os resultados para os pacientes.

Mas tem um porém! O tumor pode ser um lugar complicado para essas células imunológicas. Certas substâncias produzidas pelo tumor podem, na verdade, dificultar a resposta imunológica. Por exemplo, uma química chamada lactato, que vem de um alto nível de metabolismo de açúcar no tumor, pode sufocar as células imunológicas. Existem outros metabolitos que podem se acumular devido a mudanças no metabolismo do tumor que também podem diminuir a atividade dos TILs. Para entender completamente como essas células imunológicas são reguladas pelo metabolismo do tumor, os cientistas precisam olhar de perto para o ambiente químico do tumor junto com a atividade imunológica.

O Microbioma Tumoral

Agora, vamos falar sobre o microbioma tumoral. Esse é um nome chique para a comunidade de micro-organismos que vivem no tumor. A maioria dos micro-organismos em nossos corpos vive nos nossos intestinos, mas alguns também encontram um lar nos tumores. Essas criaturinhas podem influenciar o comportamento do tumor de várias maneiras, o que pode afetar o crescimento do câncer e o tratamento.

Estudos existentes mostram que o microbioma poderia potencialmente afetar como o câncer se comporta ajustando a inflamação, o metabolismo e até mesmo a forma como o sistema imunológico responde ao tumor. Por exemplo, no câncer colorretal, uma certa bactéria chamada Fusobacterium nucleatum foi vista mexendo com as células imunológicas, mostrando que o microbioma pode ter um impacto significativo em como o corpo luta contra o câncer.

Curiosamente, pesquisadores encontraram recentemente microrganismos em outros tipos de tumores que antes se pensava serem completamente estéreis, incluindo nos tumores de mama. No entanto, a quantidade de vida microbiana lá é muito menor do que no intestino. Dado que esses micróbios podem estar ligados a resultados de tratamento e ao prognóstico do paciente, é importante entender o que está acontecendo no microbioma do tumor de mama.

A Busca pelo Conhecimento

Em um estudo, cientistas examinaram as interações dos CD8+ TILs, o microbioma tumoral e a composição química do tumor em pacientes com câncer de mama sem separá-los em diferentes tipos de câncer de mama. Depois, eles focaram em como uma bactéria específica, o Staphylococcus, impacta os diferentes subtipos de câncer de mama em um grupo maior de pacientes.

Eles também queriam verificar se as bactérias dos tumores estavam realmente afetando a resposta imunológica e se poderiam encontrar novas maneiras de melhorar os tratamentos contra o câncer. Para isso, usaram modelos de camundongos de TNBC. Algumas das descobertas apontaram que o microbioma do tumor de mama desempenhava um papel importante em quão bem o sistema imunológico respondia ao tumor.

Coletando Amostras e Dados

Para estudar isso, amostras de tecido mamário foram coletadas de pacientes que haviam dado sua permissão. Os pesquisadores trabalharam com vários hospitais para reunir amostras suficientes para uma análise abrangente. Eles pegaram tanto amostras de tecido tumoral quanto de tecido saudável e garantiram que estivessem livres de células cancerígenas para comparação. A investigação precisava ser aprovada pelo comitê ético local para garantir que tudo estava nos conformes.

Uma vez que os tecidos foram coletados, os cientistas recorreram ao sequenciamento de RNA para ajudá-los a analisar as informações genéticas dentro dessas amostras. Essa análise ajuda a identificar quais genes estão ativos nos tumores e como diferentes comunidades microbianas estão influenciando esses genes.

Em seguida, eles usaram um método chamado RNAscope-FISH para ver onde as bactérias estavam localizadas nos tecidos. Essa técnica usa marcadores fluorescentes para visualizar os micróbios diretamente nas amostras tumorais. Os resultados mostraram bactérias espalhadas por toda a célula tumoral, criando uma imagem vibrante da paisagem microbiana.

Relações entre Células Imunológicas

Para entender melhor a relação entre o microbioma e as células imunológicas, os pesquisadores examinaram com atenção os CD8+ TILs e como a presença deles estava ligada a diferentes tipos de bactérias. Eles descobriram que, enquanto a maioria dos gêneros bacterianos não parecia afetar muito os níveis de TIL, o Staphylococcus se destacou como uma influência positiva na atividade imunológica. Especificamente, tumores com níveis mais altos de Staphylococcus tinham mais células T CD8+ ativas, que são cruciais para atacar células tumorais.

E os Metabolitos?

Além de estudar as bactérias e as células imunológicas, os pesquisadores queriam entender a ampla gama de metabolitos-substâncias criadas no corpo durante o metabolismo- que poderiam desempenhar um papel no ambiente do câncer. Eles usaram uma técnica chamada metabolômica não direcionada para encontrar mais de 900 metabolitos diferentes em tumores de mama.

Alguns desses metabolitos estão ligados a respostas imunológicas mais saudáveis, enquanto outros parecem suprimir o sistema imunológico. Os pesquisadores classificaram os tumores em dois grupos: tumores “quentes” com muita atividade imunológica e tumores “frios” com menos atividade. Eles encontraram diferenças nos perfis de metabolitos para essas duas categorias.

Por exemplo, certos lipídios e compostos relacionados ao metabolismo de açúcar foram encontrados em maiores quantidades em tumores quentes, sugerindo um ambiente mais favorável para as células imunológicas. Por outro lado, outros metabolitos frios como succinato e NADH estavam associados a uma menor atividade de TIL.

Staphylococcus e Seu Papel

A equipe de pesquisa estava especialmente interessada em como o Staphylococcus afetava esses metabolitos. Eles descobriram que tumores com níveis mais altos de Staphylococcus tinham quantidades reduzidas de NADH, que geralmente está ligado a menos atividade imunológica. Isso sugeriu que o Staphylococcus poderia estar desempenhando um papel em aumentar as respostas imunológicas ao modificar o perfil de metabolitos do tumor.

Indo para Modelos de Camundongos

Para se aprofundar, os pesquisadores recorreram a modelos de camundongos para ver como essas descobertas se desenrolavam em um organismo vivo. Eles usaram diferentes cepas de bactérias Staphylococcus e observaram seus efeitos no crescimento tumoral. Descobriram que a injeção de Staphylococcus aureus parou o crescimento do tumor em modelos de TNBC.

Além disso, esse efeito supressor do tumor estava ligado à atividade das células T CD8+, o que significa que o sistema imunológico estava fazendo o trabalho pesado. Quando eles esgotaram as células T CD8+ nos camundongos, o impacto supressor do tumor das bactérias desapareceu.

Olhando para o Futuro

Os resultados deste estudo abrem novos caminhos para entender como o microbioma tumoral interage com células imunológicas e metabolitos no câncer de mama. Dado que algumas bactérias como o Staphylococcus podem realmente ativar TILs e modificar o ambiente tumoral, há promessas para desenvolver novas terapias ou estratégias para aumentar a eficácia dos tratamentos atuais.

Estudos futuros precisarão explorar o potencial do Staphylococcus e de outros micróbios como agentes terapêuticos, especialmente em casos de TNBC. Eles poderiam ajudar a melhorar a resposta à imunoterapia ou até mesmo servir como marcadores para tratamentos mais bem ajustados com base no microbioma de pacientes individuais.

Conclusão

Em resumo, a dança intricada entre bactérias, células imunológicas e metabolitos apresenta uma avenida fascinante para a pesquisa sobre câncer de mama. À medida que os cientistas continuam a desvendar essas conexões, poderemos encontrar alguns aliados ocultos na luta contra o câncer, escondidos nos lugares mais inesperados-os micróbios dentro dos próprios tumores.

Então, enquanto os pesquisadores buscam respostas, vamos torcer para que encontrem a combinação certa de impulsionadores imunológicos, micróbios e metabolitos para ajudar mais mulheres a vencer suas batalhas contra o câncer de mama. Quem diria que organismos minúsculos podem ter um impacto tão grande?

Fonte original

Título: Breast tumor microbiome regulates anti-tumor immunity and T cell-associated metabolites

Resumo: BackgroundBreast cancer, the most common cancer type among women, was recently found to contain a specific tumor microbiome, but its impact on host biology remains unclear. CD8+ tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) are pivotal effectors of anti-tumor immunity that influence cancer prognosis and response to therapy. This study aims to elucidate interactions between CD8+ TILs and the breast tumor microbiome and metabolites, as well as how the breast tumor microbiome may affect the tumor metabolome. MethodsWe investigated the interplay among CD8+ TILs, the tumor microbiome, and the metabolome in a cohort of 46 breast cancer patients with mixed subtypes (Cohort A). We characterized the tumor metabolome by mass spectrometry and CD8+ TILs by immunohistochemistry. Microbiome composition and T cell gene transcript levels were obtained from data from our previous study, which utilized 16S rRNA gene sequencing and a targeted mRNA expression panel. To examine interactions between intratumoral Staphylococcus and specific breast cancer subtypes, we analyzed RNA sequencing data from an independent cohort of 370 breast cancer patients (Cohort B). We explored the functions of the tumor microbiome using mouse models of triple-negative breast cancer (TNBC). ResultsIn tumors from Cohort A, the relative abundance of Staphylococcus positively correlated with the expression of T cell activation genes. The abundances of multiple metabolites exhibited significant correlations with CD8+ TILs, of which NADH, {gamma}-glutamyltryptophan, and {gamma}-glutamylglutamate displayed differential abundance in Staphylococcus-positive versus Staphylococcus-negative breast tumors. In a larger breast cancer cohort (Cohort B), we observed positive correlations between tumoral Staphylococcus and CD8+ TIL activity exclusively in TNBC. Preclinical experiments demonstrated that intratumoral administration of S. aureus, the predominant species of Staphylococcus in human breast tumors, resulted in a depletion of total NAD metabolites, and reduced the growth of TNBC tumors by activating CD8+ TILs. ConclusionsWe identified specific metabolites and microbial taxa associated with CD8+ TILs, delineated interactions between the breast tumor microbiome and metabolome, and demonstrated that intratumoral Staphylococcus influences anti-tumor immunity and TIL-associated metabolites. These findings highlight the role of low-biomass microbes in tumor tissues and provide potential biomarkers and therapeutic agents for breast cancer immunotherapy that merit further investigation.

Autores: Chin-Chih Liu, Dennis Grencewicz, Karthik Chakravarthy, Lin Li, Ruth Liepold, Matthew Wolf, Naseer Sangwan, Alice Tzeng, Rebecca Hoyd, Sachin R. Jhawar, Stephen R. Grobmyer, Zahraa Al-Hilli, Andrew P. Sciallis, Daniel Spakowicz, Ying Ni, Charis Eng

Última atualização: 2024-11-02 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620864

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620864.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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