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# Biologia# Biologia Celular

Entendendo a Quimiorresistência no Câncer Metastático

Pesquisas mostram os fatores que levam à resistência em câncer metastático.

Junichi Ikenouchi, A. Matsumoto, A. Inoko, W. Hosoda, T. Kojima, K. Ohnishi

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Câncer metastático é um tipo de câncer que se espalha do lugar original pra outras partes do corpo. Esse espalhar dificulta o tratamento e contribui pras altas taxas de mortalidade. Pesquisadores tão tentando entender como esse processo acontece pra encontrar formas melhores de tratar o câncer.

O que rola durante a Metástase?

A metástase envolve várias mudanças biológicas nas células do câncer. Essas mudanças podem incluir ganhar características parecidas com células-tronco cancerígenas, interagir com o ambiente ao redor, mudar como as células usam energia e ficar resistentes a tratamentos como a quimioterapia. Um processo importante na metástase é chamado de transição epitelial-mesenquimal (EMT).

A EMT envolve proteínas específicas conhecidas como fatores de transcrição que podem promover a disseminação das células cancerígenas. Alguns dos principais envolvidos nesse processo são as proteínas chamadas Snail, Slug e Twist. No começo, achava-se que essas proteínas ajudavam as células do câncer a invadir outros tecidos reduzindo a capacidade delas de se grudarem. Mas, perder a capacidade de grudar pode ser perigoso pras células cancerígenas depois que elas se espalham, já que grudar é importante pra sobrevivência delas. Assim, as células do câncer não perdem completamente suas características originais, mas ficam num estado misto, chamado de estado híbrido.

Evidências de Estudos de Pesquisa

Em estudos usando modelos de camundongos com câncer de pâncreas e mama, os pesquisadores deletaram fatores de transcrição chave envolvidos na EMT. Eles descobriram que essa redução não parou a disseminação das células do câncer, mas as deixou mais sensíveis aos tratamentos de quimioterapia. Isso sugere que entender como esses fatores de transcrição ajudam as células cancerígenas a resistir ao tratamento é vital pra desenvolver melhores terapias.

Um exemplo disso é a proteína RHOJ, que parece aumentar quando as células cancerígenas passam por EMT. A ativação de RHOJ ajuda as células do câncer a reparar danos causados pela quimioterapia. O foco das pesquisas recentes tem sido entender como outros medicamentos comuns de quimioterapia, que não causam danos ao DNA, interagem com essas mudanças nas células do câncer.

O Papel do ABCA1 na Quimiorresistência

Carcinoma de células renais (RCC) é um tipo de câncer de rim conhecido por sua resistência à quimioterapia. Um remédio chamado cloreto de nitidina (NC) mostra promessa pra tratar RCC, já que ajuda a matar células cancerígenas e desacelerar o crescimento do tumor. No entanto, estudos mostram que a eficácia do NC depende de outra proteína chamada ABCA1. Células cancerígenas com níveis mais baixos de ABCA1 respondem melhor ao tratamento com NC.

Pra explorar o papel do ABCA1 na RCC, os pesquisadores trataram diferentes linhagens celulares de RCC com NC junto com um inibidor de ABCA1 chamado ciclosporina A (CsA). Os resultados mostraram que combinar NC com CsA aumentou significativamente a eficácia do remédio em algumas linhagens de RCC. Isso sugeriu que a presença de ABCA1 ajudava as células cancerígenas a resistir ao NC.

Relevância Clínica da Expressão de ABCA1

Pra entender como a expressão de ABCA1 varia nos cânceres, os pesquisadores analisaram dados de vários tipos de câncer. Eles descobriram que muitos cânceres renais têm níveis mais altos de ABCA1 em comparação com o tecido renal normal. Isso sugere que o ABCA1 pode ter um papel importante na resistência desses cânceres ao tratamento.

Quando os pesquisadores analisaram amostras de câncer de rim, eles notaram que o ABCA1 estava aumentado nos tumores, especialmente nos casos de maior grau. Isso se correlaciona com os níveis de Snail, um fator de transcrição que também está aumentado nesses tipos agressivos de câncer.

Impacto do Snail na Resistência a Medicamentos

Pra investigar mais sobre como o Snail afeta as células do câncer, os pesquisadores introduziram Snail em células epiteliais normais. Os resultados mostraram que o Snail deixou essas células resistentes a medicamentos quimioterápicos. Células com Snail superexpresso não só perderam a capacidade de se grudar (como a E-caderina), mas também mostraram características misturadas de células epiteliais e mesenquimatosas.

Esse estado híbrido ofereceu maior resistência ao NC, que pôde ser revertida quando tratada com CsA. Além disso, aumentou-se a expressão de ABCA1 nas células que superexpressavam Snail.

Em outro modelo usando células MDCK II, que são um tipo de células renais de cachorro, os pesquisadores induziram EMT e novamente observaram um aumento na expressão de ABCA1. Isso indicou que o mecanismo visto em células que superexpressam Snail pode se aplicar também a outras células passando por mudanças semelhantes.

Metabolismo do Colesterol e Regulação do ABCA1

Depois, os pesquisadores analisaram como o Snail influencia a expressão de ABCA1. Normalmente, o ABCA1 ajuda a mover o excesso de colesterol pra fora das células, e esse processo é controlado em resposta a altos níveis de colesterol. Nas células que superexpressam Snail, os pesquisadores descobriram que o colesterol estava acumulando dentro das células. Essa acumulação indica uma desregulação no metabolismo do colesterol por causa dos efeitos do Snail.

Os pesquisadores exploraram como os níveis de colesterol poderiam influenciar o ABCA1. Eles descobriram que quando o colesterol era reduzido, os níveis de ABCA1 também diminuíam. Isso sugere que os altos níveis de colesterol vistos nas células que expressam Snail impulsionam a expressão de ABCA1.

Alterações na Esfingomielina

Outra parte importante do estudo focou na esfingomielina, um lipídio que interage com o colesterol. Foi encontrado que as células que superexpressam Snail tinham níveis mais baixos de esfingomielina. Essa mudança pode impactar o equilíbrio geral de colesterol e esfingomielina nas células.

A esfingomielina é feita por meio de enzimas específicas. Os pesquisadores observaram que enzimas chave responsáveis por produzir esfingomielina de ácidos graxos de cadeia muito longa (VLCFA-SM) estavam desreguladas nas células que expressam Snail. Essa repressão resultou em um conteúdo geral de esfingomielina mais baixo e uma maior razão colesterol-esfingomielina, o que não é ideal pra saúde celular.

Consequências do Desequilíbrio Lipídico

O desequilíbrio entre colesterol e esfingomielina pode causar problemas pras células cancerígenas. Os altos níveis de colesterol podem ser tóxicos, então as células cancerígenas encontram formas de gerenciar esse excesso de colesterol, como usando o ABCA1 pra movê-lo pra fora ou armazenando-o como colesterol esterificado em gotículas lipídicas.

Os pesquisadores estudaram o efeito de inibir esse manejo do colesterol em células cancerígenas positivas para Snail. Eles descobriram que inibir a formação de ésteres de colesterol usando um remédio chamado TMP-153 targeting e inibiu especificamente o crescimento dessas células positivas para Snail.

Efeitos no Crescimento do Tumor

Pra investigar como essas descobertas poderiam ser aplicadas na vida real, os pesquisadores usaram modelos onde implantaram células de câncer de rim positivas para Snail em camundongos. Eles trataram esses camundongos com TMP-153 e descobriram que o tratamento reduziu significativamente o crescimento do tumor.

Combinar TMP-153 com CsA também funcionou bem pra inibir o crescimento de outros tipos de câncer. Isso indica que atacar as vias de manejo do colesterol em cânceres positivos para Snail pode ser uma estratégia de tratamento promissora.

Conclusão

As descobertas destacam a complexidade da biologia do câncer, especialmente no que diz respeito a como certas proteínas permitem que as células cancerígenas se adaptem e sobrevivam aos tratamentos. Entender os mecanismos por trás da quimiorresistência, especialmente em células híbridas E/M, abre novas possibilidades de tratamento.

As células do câncer exploram vários sistemas pra gerenciar desequilíbrios lipídicos, e atacar esses processos pode levar a terapias eficazes. Essa pesquisa levanta a possibilidade de usar marcadores específicos relacionados a lipídios, como ABCA1, como indicadores de quão responsivo um câncer pode ser a tratamentos específicos.

Estudos futuros serão cruciais pra explorar essas mudanças no metabolismo lipídico de forma mais extensa. Esse conhecimento pode levar a estratégias terapêuticas inovadoras que melhorem os resultados pra pacientes com câncer avançado, especialmente aqueles com características de células híbridas E/M.

Fonte original

Título: Chemotherapy resistance due to epithelial-to-mesenchymal transition is caused by abnormal lipid metabolic balance

Resumo: Invasive cancer is defined by the loss of epithelial cell traits resulting from the ectopic expression of epithelial-mesenchymal transition (EMT)-related transcription factors such as Snail. Although EMT is known to impart chemoresistance to cancer cells, the precise molecular mechanisms remain elusive. We found that Snail expression confers chemoresistance by upregulating the cholesterol efflux pump ABCA1 as a countermeasure to the excess of cytotoxic free cholesterol relative to its major interaction partner in cellular membranes, sphingomyelin. This imbalance is introduced by the transcriptional repression of enzymes involved in the biosynthesis of sphingomyelin by Snail. Inhibiting esterification of cholesterol, which renders it inert, selectively suppresses growth of a xenograft model of Snail-positive kidney cancer. Our findings offer a new perspective on lipid-targeting strategies for invasive cancer therapy.

Autores: Junichi Ikenouchi, A. Matsumoto, A. Inoko, W. Hosoda, T. Kojima, K. Ohnishi

Última atualização: 2024-10-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619604

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619604.full.pdf

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

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