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Examinando a Complexidade das Células do Câncer de Próstata

Este estudo revela tipos de células diversos no câncer de próstata e seus papéis.

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O câncer de próstata é uma doença que pode ser bem diferente de uma pessoa pra outra. Alguns casos crescem devagar e podem não causar problemas sérios, enquanto outros podem ser agressivos e se espalhar por outras partes do corpo. Um dos principais modos como o câncer de próstata cresce é através de um processo que depende de hormônios masculinos, especialmente a testosterona. Esse hormônio ajuda a impulsionar o crescimento tanto de células normais quanto de Células Cancerígenas na próstata.

Atualmente, os médicos focam em certos Tipos de Células na próstata ao prever como o câncer vai se comportar. No entanto, eles podem perder informações importantes sobre os vários tipos de células que existem no ambiente em torno do tumor. Essas células ao redor podem desempenhar um papel grande em como o câncer se desenvolve e quão bem os tratamentos funcionam. Para melhorar o sucesso dos tratamentos, é importante olhar de perto para todas as células na próstata durante seu estado natural sensível a hormônios.

A Próstata e Suas Células

A glândula prostática é composta por vários tipos de células. Tem células que ajudam na secreção de líquidos e outras que dão suporte a essas células secretoras. Normalmente, a próstata tem diferentes tipos de Células Epiteliais, incluindo células basocelulares e células luminais, além de algumas menos comuns. Os papéis de algumas dessas células menos comuns ainda não são totalmente compreendidos, mas podem estar envolvidas na regulação das respostas imunológicas.

Pesquisas com camundongos sugerem que essas células menos comuns podem ter uma capacidade melhor de crescer e podem não depender tanto de hormônios masculinos em comparação com outras células da próstata. Isso pode fazer delas jogadoras importantes no desenvolvimento do câncer de próstata. Em muitos homens, a próstata apresenta alterações que vão de normal a cancerosa, com algumas áreas mostrando sinais de mudança mesmo que pareçam normais sob um microscópio.

No entanto, os métodos tradicionais usados para estudar o câncer de próstata não conseguiram separar claramente os diferentes tipos de células com base em suas funções. Essa falta de entendimento detalhado é um obstáculo para compreender totalmente como a doença progride e como tratá-la de forma eficaz.

O Papel do Tecido Conjuntivo

O tecido conjuntivo ao redor da próstata desempenha um papel significativo na progressão do câncer de próstata. Estudos mostraram que quando esse tecido é rompido, isso pode afetar como o câncer se comporta, quanto tempo uma pessoa pode viver sem que o câncer retorne após o tratamento e até mesmo as chances de falecer por câncer de próstata. No entanto, os muitos tipos diferentes de células nesse tecido conjuntivo não foram estudados em profundidade.

Normalmente, os pesquisadores analisaram uma faixa limitada de marcadores encontrados em proteínas para identificar diferentes tipos de células no tecido conjuntivo. No entanto, como muitos desses marcadores são compartilhados entre os diferentes tipos de células, pode ser difícil distinguir um tipo do outro. Isso torna desafiador identificar novos ou raros tipos celulares que poderiam ter impactos significativos na doença.

Para avançar na compreensão do câncer de próstata, é crucial categorizar com precisão tanto as células epiteliais quanto as células do tecido conjuntivo.

Novas Técnicas para Melhores Insights

Técnicas recentes, como sequenciamento de RNA de célula única, forneceram insights valiosos sobre a variedade de células presentes em tumores sólidos, incluindo o câncer de próstata. No câncer de próstata localizado, estudos usando esse método compararam células cancerosas a células adjacentes, aparentemente normais, muitas vezes focando em células imunológicas. Alguns estudos também analisaram como as células se comportam sob diferentes tratamentos hormonais.

Apesar desses avanços, a maioria dos estudos incluiu um número pequeno de pacientes, limitando a generalização dos achados. Também houve uma falta de informações detalhadas sobre os diferentes estados funcionais das células epiteliais e do tecido conjuntivo. Em particular, dados espaciais, que ajudam a entender onde diferentes células estão localizadas dentro do tecido, têm sido escassos.

Nosso Estudo sobre Câncer de Próstata

No nosso estudo recente, utilizamos sequenciamento de RNA de célula única e transcriptômica espacial para analisar as diferentes células em tecidos cancerosos e adjacentes benignos da próstata de 24 pacientes que não tinham recebido terapia hormonal. Isso nos permitiu criar um mapa detalhado das várias células e seus papéis dentro do ambiente do câncer de próstata.

Desenho do Estudo e Informações dos Pacientes

Coletamos duas biópsias centrais de cada um dos 24 pacientes que estavam fazendo cirurgia de próstata. Alguns pacientes forneceram amostras adicionais de câncer, enquanto outros forneceram amostras benignas adjacentes. As amostras foram processadas para sequenciamento de célula única, o que nos permitiu analisar células individuais e obter uma imagem mais clara do que está acontecendo em seus ambientes.

Principais Descobertas sobre os Tipos de Células

No total, identificamos mais de 68.000 células, que foram classificadas em 11 tipos principais, incluindo células imunológicas, células do tecido conjuntivo e células cancerosas. Notavelmente, descobrimos um novo tipo de célula glial que não tinha sido observado em estudos sobre câncer de próstata antes. Entre os vários tipos de células, as células epiteliais foram as mais frequentemente encontradas, seguidas por células imunológicas.

Variabilidade nas Células entre Pacientes

Pacientes diferentes tinham composições diferentes de tipos celulares, o que destaca a diversidade do câncer de próstata. Quando olhamos para diferentes grupos de pacientes com base em seu risco de câncer, descobrimos que essa variabilidade ia além dos grupos de risco clínico. Isso indica que o câncer de próstata não é uniforme e pode diferir significativamente de uma pessoa pra outra.

Caracterizando Células Epiteliais

Classificamos ainda mais as células epiteliais em sete categorias específicas, incluindo células luminais e basocelulares. Nossa análise mostrou que certos tipos de células eram mais abundantes em tecidos cancerosos do que em amostras benignas adjacentes. Especificamente, células-clube, que normalmente são raras no tecido prostático saudável, representaram uma porcentagem maior tanto em amostras cancerosas quanto benignas.

Identificando Estados Funcionais nas Células Epiteliais

Ao examinar a atividade gênica em diferentes células epiteliais, descobrimos que alguns tipos de células apresentavam características tanto de células luminais quanto de células-clube. Isso sugere uma interação complexa entre diferentes tipos celulares na próstata e pode refletir mudanças que ocorrem à medida que o câncer se desenvolve. Algumas dessas células podem até desempenhar um papel na apresentação de antígenos, que é vital para o reconhecimento imunológico.

Entendendo Mudanças nas Células Tumorais

Observamos de perto como as células cancerosas diferem em termos de sua composição genética. Na nossa análise, categorizamos essas células com base em suas mudanças genéticas- as "variações no número de cópias". Descobrimos que as células cancerosas podiam ser diferenciadas em três grupos: normal, benignas alteradas e malignas. Curiosamente, vimos que muitas células benignas alteradas compartilhavam características com células normais, apesar de terem mudanças genéticas.

Explorando Sinalização Hormonal no Desenvolvimento do Câncer

Um dos aspectos importantes que estudamos foi o papel da sinalização androgênica em diferentes estados celulares. Descobrimos que células benignas alteradas ainda mostravam uma resposta a hormônios, indicando que ainda não estão totalmente transformadas malignamente. Em contraste, células malignas tinham sinalização hormonal significativamente menor, sugerindo que perderam as características associadas às células normais sensíveis a hormônios.

Analisando Células do Tecido Conjuntivo

Também exploramos os diferentes tipos de células do tecido conjuntivo no microambiente tumoral. Identificamos vários tipos específicos de fibroblastos, que são essenciais para apoiar e reparar o tecido. Entender essas células é vital, pois podem influenciar como o câncer se comporta e quão bem os tratamentos funcionam.

Um grupo único de fibroblastos, que chamamos de "pnCAFs," mostrou uma conexão com células nervosas. Essas células foram encontradas perto dos nervos e podem desempenhar um papel em como o câncer interage com o sistema nervoso.

Mapeamento Espacial dos Tipos de Células

Para entender a disposição dos diferentes tipos de células dentro da próstata, usamos uma técnica chamada transcriptômica espacial. Essa abordagem nos permitiu visualizar onde diferentes tipos de células estão localizados em relação uns aos outros. Descobrimos que células-clube e outras células epiteliais estavam distribuídas em padrões específicos, o que pode indicar como elas interagem dentro do ambiente tumoral.

Correlações Entre Tipos de Células

Nossa análise espacial revelou que certas células do tecido conjuntivo eram mais abundantes em áreas cancerosas em comparação com as benignas. Também notamos que interações específicas ocorriam entre fibroblastos e células gliais, sugerindo uma parceria que poderia influenciar o comportamento e a progressão do câncer.

Conclusão e Implicações

Nossas descobertas oferecem uma visão abrangente da composição celular do câncer de próstata, destacando a importância de vários tipos de células e suas interações. Essa compreensão detalhada pode ajudar a informar novas estratégias de tratamento e melhorar a maneira como abordamos o câncer de próstata no futuro.

Resumindo, nosso estudo destaca a diversidade dentro do câncer de próstata. Ele ilustra como examinar o ambiente celular pode levar a insights significativos sobre a progressão da doença e as respostas aos tratamentos. Estudos mais extensos são necessários para confirmar nossas descobertas e explorar suas implicações para o cuidado dos pacientes, especialmente enquanto nos esforçamos para entender as características únicas do câncer de cada paciente.

Fonte original

Título: Profiling of epithelial functional states and fibroblast phenotypes in hormone therapy-naive localised prostate cancer

Resumo: Localised prostate cancers (PCa) are heterogeneous and multifocal, with diverse outcomes. Current prognostic methods are epithelium-centric, overlooking the complex cellular landscape within the tumour microenvironment (TME), which remains incompletely characterised. We performed a comprehensive analysis of cancerous and adjacent-benign cores from 24 patients with hormone therapy-naive localised PCa using single-cell RNA-sequencing. By integrating copy number variation and transcriptional signatures, we classified epithelial cells across a malignant spectrum, revealing widespread molecular perturbation. We found an expansion of Club cell phenotypes, suggestive of Luminal dedifferentiation. We also performed a detailed annotation of stromal phenotypes, focusing on fibroblasts, and identified a novel peri-neural fibroblast population. Spatial transcriptomics elucidated the precise anatomical distribution of CAFs within the PCa TME. This study provides a valuable foundation for advancing our understanding of PCa pathobiology and developing a comprehensive cellular model of the disease. Statement of SignificanceOur study leverages single-cell RNA-sequencing and spatial transcriptomics to provide a comprehensive cellular annotation of hormone therapy-naive localised PCa. We reveal widespread molecular perturbations in epithelial cells and map distinct fibroblast populations to specific anatomical niches. Notably, we identify a novel peri-neural phenotype associated with nerves, which merits further functional characterisation and exploration as a potential therapeutic target.

Autores: Alexander Swarbrick, E. Apostolov, D. L. Roden, H. Holliday, A. Cazet, K. Harvey, H. Zhang, S. Z. Wu, S. van der Leij, L. A. Selth, N. Bartonicek, G. Al-Eryani, M. He, J. Lundeberg, J. Reeves, J. G. Kench, A. J. Potter, P. D. Stricker, A. M. Joshua, L. G. Horvath

Última atualização: Oct 28, 2024

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619925

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619925.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/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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