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Novas Descobertas no Tratamento do Câncer Gástrico

Pesquisa revela mecanismos chave na evasão imunológica do câncer gástrico infiltrativo.

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O câncer gástrico (CG) é um grande problema de saúde na China, sendo a terceira maior causa de mortes por câncer. Essa doença traz desafios significativos para a sociedade e a economia. Os cientistas classificam o câncer gástrico em dois tipos: infiltrativo e expansivo. Essa classificação ajuda os pesquisadores a entender como o câncer pode crescer de maneira diferente em vários pacientes.

Imunoterapia no Câncer Gástrico

Uma opção de tratamento sendo estudada para o câncer gástrico é a imunoterapia tumoral. Essa abordagem mira uma proteína específica chamada PD-L1. A PD-L1 está na superfície das células cancerosas e interage com as células T, que são importantes para a resposta imunológica. Quando a PD-L1 se liga à PD-1 nas células T, isso pode fazer as células T morrerem, permitindo que o câncer escape do sistema imunológico. Estudos clínicos mostraram que medicamentos que bloqueiam a PD-L1 podem ser eficazes, especialmente para certos tipos de câncer gástrico. As diretrizes atuais de tratamento sugerem o uso desses medicamentos para pacientes com altos níveis de PD-L1.

Apesar desses avanços, os pesquisadores precisam descobrir como a PD-L1 é regulada, porque alguns tratamentos não funcionam bem para todo mundo e alguns pacientes se tornam resistentes aos medicamentos.

Super-Enhancers e Seu Papel

Os pesquisadores também estão estudando os super-enhancers (SEs). Essas são regiões de DNA que ajudam a ativar genes e estão densamente recheadas de proteínas que ativam a transcrição. Certos marcadores mostram que essas regiões estão ativas. Os cientistas conseguem identificar esses super-enhancers usando técnicas especiais, revelando como eles estão relacionados ao câncer.

No câncer gástrico, os super-enhancers podem promover mudanças que tornam o câncer mais agressivo, permitindo que ele invada os tecidos e resista ao tratamento. Estudos mostraram que uma proteína específica, NUAK1, está envolvida na regulação transcricional de certos genes no câncer gástrico. No entanto, mais pesquisas são necessárias para entender como os super-enhancers influenciam a disseminação do câncer e sua capacidade de evitar a resposta imune.

A Família de Genes ZFP36

A família de genes ZFP36 produz proteínas que podem se ligar ao RNA. Essas proteínas reconhecem certas sequências no RNA que levam à degradação, diminuindo a produção de proteínas envolvidas na inflamação. O ZFP36 está ligado a várias doenças inflamatórias. Um de seus membros, o ZFP36L2, também foi identificado como tendo um papel potencial no câncer gástrico.

Os pesquisadores notaram níveis variados de certas proteínas em diferentes tipos de câncer gástrico, encontrando particularmente níveis mais altos de MED1 e P300 no câncer gástrico infiltrativo. Isso levou os cientistas a acreditar que esse tipo de câncer gástrico pode ter maior atividade em suas regiões de enhancer e uma regulação gênica disfuncional.

Para validar isso, eles compararam super-enhancers entre os dois tipos de câncer gástrico e descobriram que um super-enhancer específico relacionado ao ZFP36L1 desempenhou um papel fundamental no câncer gástrico infiltrativo. Eles também investigaram como o ZFP36L1 contribui para a evasão imunológica e sua relação com outras proteínas que interagem com a PD-L1.

Configuração do Experimento

O estudo utilizou várias linhagens celulares e tecidos de câncer gástrico obtidos de pacientes submetidos a cirurgia. Diferentes técnicas foram empregadas para analisar essas amostras, incluindo bioinformática para gerenciar e entender os dados e vários métodos de laboratório para estudar o comportamento celular e interações proteicas.

Descobrindo Diferenças nos Super-Enhancers

Em uma análise recente, os pesquisadores descobriram diferenças na atividade dos super-enhancers entre os dois tipos de câncer gástrico. Embora as regiões típicas de enhancer não tenham diferido significativamente, o câncer gástrico infiltrativo exibiu um padrão único de enriquecimento de H3K27ac. Eles identificaram numerosos picos de super-enhancers ligados à ativação gênica, com muitas dessas regiões localizadas em áreas não codificantes do genoma.

Os estudos também destacaram genes específicos que são impulsionados por esses super-enhancers, indicando que eles desempenham um papel importante nas características do câncer gástrico infiltrativo.

Evasão Imune no Câncer Gástrico Infiltrativo

A pesquisa tinha como objetivo entender como o câncer gástrico infiltrativo evita a detecção pelo sistema imunológico. Para isso, eles realizaram várias análises para identificar padrões de expressão gênica e comportamentos celulares. Essas investigações revelaram caminhos e processos importantes que estão ativos no câncer gástrico infiltrativo, incluindo aqueles que afetam a atividade das células T e a resposta aos sinais tumorais.

Ao mapear os genes ativados pelos super-enhancers, os pesquisadores puderam ver padrões que sugerem como o câncer gástrico infiltrativo promove a evasão imune.

ZFP36L1 como um Oncogene

Entre os genes identificados, o ZFP36L1 foi selecionado para investigação mais aprofundada. Os pesquisadores descobriram que níveis mais altos de ZFP36L1 no câncer gástrico estavam correlacionados com estágios de doença mais avançados e piores resultados. Isso foi particularmente interessante porque o ZFP36L1 parecia promover a expressão da PD-L1, o que permite que o câncer escape da detecção imunológica.

Para confirmar que o ZFP36L1 é realmente impulsionado por super-enhancers, os cientistas experimentaram com inibidores específicos e descobriram que bloquear esses super-enhancers levou a uma redução na expressão do ZFP36L1, apoiando a ideia de que ele desempenha um papel fundamental no câncer gástrico infiltrativo.

Relação entre ZFP36L1 e PD-L1

Os pesquisadores então se concentraram em como o ZFP36L1 influencia a expressão da PD-L1. Eles descobriram que quando as células T liberam uma molécula sinalizadora chamada IFN-γ, a expressão da PD-L1 aumenta nas células cancerosas. Em experimentos, reduzir o ZFP36L1 levou a níveis mais baixos de PD-L1 em resposta ao IFN-γ, enquanto aumentar o ZFP36L1 levou a níveis mais altos de PD-L1.

Isso indicou que o ZFP36L1 regula positivamente a expressão da PD-L1 em resposta a sinais imunológicos.

Papel do SPI1 na Regulação do ZFP36L1

O próximo passo foi explorar o que controla a expressão do ZFP36L1. Eles identificaram o SPI1 como um fator de transcrição que se liga à região do super-enhancer do ZFP36L1. Quando os níveis de SPI1 aumentaram, os níveis de ZFP36L1 também subiram, e o SPI1 foi associado a piores resultados em pacientes com câncer gástrico.

Juntos, ZFP36L1 e SPI1 criam uma ligação que aumenta a expressão da PD-L1, permitindo que as células cancerosas evitem a detecção e destruição pelo sistema imunológico.

HDAC3 e sua Regulação pelo ZFP36L1

Outra parte crucial deste estudo foi examinar como o ZFP36L1 impactou outros genes ligados à expressão da PD-L1. Especificamente, os pesquisadores olharam para o HDAC3, um gene que, quando ativo, pode suprimir a transcrição da PD-L1. Eles descobriram que altos níveis de ZFP36L1 levaram a níveis reduzidos de HDAC3, promovendo uma maior expressão da PD-L1.

Em vários experimentos, eles confirmaram que o ZFP36L1 regula a estabilidade do HDAC3, levando à sua degradação na presença do ZFP36L1. Essa relação é crítica, pois fornece uma visão sobre como o ZFP36L1 pode indiretamente aumentar a expressão da PD-L1.

Correlações In Vivo

Para validar suas descobertas em modelos vivos, os pesquisadores examinaram tecidos de câncer gástrico de pacientes. Eles encontraram uma relação positiva entre as expressões de ZFP36L1 e PD-L1, com níveis aumentados de ZFP36L1 correlacionando-se com níveis mais altos de PD-L1 e níveis mais baixos de HDAC3.

Eles também realizaram experimentos em camundongos, injetando células que tinham o ZFP36L1 diminuído. Embora o tamanho do tumor não tenha sido significativamente afetado, foram observadas reduções notáveis nos níveis de PD-L1 e menos metástase nesses camundongos.

Conclusões

As descobertas apresentadas neste estudo destacam as interações complexas entre certas proteínas no câncer gástrico infiltrativo. O eixo SPI1-ZFP36L1-HDAC3-PD-L1 demonstra como as células cancerosas podem evadir a resposta imune, fornecendo insights para potenciais estratégias terapêuticas.

Estudos futuros serão essenciais para explorar mais a fundo esses mecanismos regulatórios e desvendar como eles podem ser alvo de tratamentos mais eficazes contra o câncer gástrico. Ao entender essas relações, os pesquisadores esperam contribuir para melhores resultados para pacientes que enfrentam essa doença desafiadora.

Fonte original

Título: Super-Enhancer Driven ZFP36L1 Promotes PD-L1 Expression in Infiltrative Gastric Cancer

Resumo: Gastric cancer (GC) is a major cause of cancer-related mortality worldwide. Despite the widespread recognition of tumor immunotherapy in treating unresectable GC, challenges, including ineffective immunotherapy and drug resistance, persist. Therefore, understanding the regulatory mechanisms of PD-L1, particularly in the context of super-enhancers (SEs) and zinc finger protein 36 ring finger protein-like 1 (ZFP36L1) RNA-binding protein, is crucial. MethodsIn this study, we performed H3K27ac CUT&Tag sequencing, investigated the heterogeneity of SEs between two GC subtypes with differential growth patterns, and revealed the immune escape signatures driven by ZFP36L1-SE in infiltrative GC through SEs inhibitors treatment. The regulation of ZFP36L1 to PD-L1 was evaluated by quantitative PCR, western blot, flow cytometry and immunohistochemistry. Furthermore, we explored its regulatory mechanisms using a combination of molecular biology techniques, including luciferase reporter assay, GST/RNA pull-down, ChIP/RIP experiments, and in vivo functional assays. ResultsWe demonstrated that ZFP36L1, driven by an SE, enhances IFN-{gamma}-induced PD-L1 expression, with SPI1 identified as the specific transcription factor binding to ZFP36L1-SE. Mechanistically, ZFP36L1 binds to the adenylate uridylate-rich element in the 3'UTR of HDAC3 mRNA, exacerbating its mRNA decay, and thereby facilitating PD-L1 abnormal transcriptional activation. ConclusionsCollectively, our findings provide mechanistic insights into the role of the SPI1- ZFP36L1-HDAC3-PD-L1 signaling axis in orchestrating immune escape mechanisms in GC, thereby offering valuable insights into the potential targets for immune checkpoint therapy in GC management.

Autores: Jianchun Cai, X. Wei, J. Liu, H. Zhuo, J. Cheng, W. Xie, K. Wang, L. Lin, J. Hou

Última atualização: 2024-05-23 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.22.595316

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.22.595316.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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