Ácidos Graxos e seu Papel no Câncer Metastático
Estudo revela como os ácidos graxos afetam o crescimento de tumores e a resposta imunológica.
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Índice
- Jogadores Chave na Entrega de Ácidos Graxos
- Investigação do mTORC1 nas Células Endoteliais
- Impacto da Entrega de Ácidos Graxos nas Células T
- Entendendo os Mecanismos de Transporte de Ácidos Graxos
- As Implicações Mais Amplas dos Ácidos Graxos no Microambiente Tumoral
- Futuras Estratégias pra Tratamento do Câncer
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
No câncer, especialmente no câncer metastático, as células tumorais se espalham do lugar original para outras partes do corpo. Esse processo precisa de uma boa quantidade de nutrientes pra ajudar o tumor a crescer. Estudos sugerem que os Ácidos Graxos, que são um tipo de nutriente, têm um papel importante no crescimento de tumores metastáticos. Pesquisas mostram que o líquido ao redor de tumores metastáticos nos pulmões tem níveis altos de ácidos graxos em comparação com os tecidos pulmonares normais. Esses ácidos graxos ajudam as células tumorais a atenderem suas necessidades de energia. Além disso, ambientes ricos em ácidos graxos podem diminuir a atividade de certas células imunológicas que combatem os tumores.
Mas ainda não tá claro como esses ácidos graxos chegam aos tumores metastáticos nos pulmões nas fases iniciais do espalhamento do câncer. Os vasos sanguíneos são conhecidos por transportar nutrientes, incluindo ácidos graxos, para os tecidos vizinhos. As células que revestem os vasos sanguíneos, chamadas de Células Endoteliais, são responsáveis por entregar esses nutrientes. Elas usam um processo que permite que os ácidos graxos do sangue passem pela camada delas e entrem nos tecidos ao redor.
Jogadores Chave na Entrega de Ácidos Graxos
O fator de crescimento endotelial vascular B (VEGF-B) e seu receptor (VEGFR1) são essenciais pro transporte de ácidos graxos do sangue pros tecidos. Diferente de outros fatores de crescimento, o VEGF-B não promove significantemente a formação de novos vasos sanguíneos. Mas, foi mostrado que ele ajuda na disseminação das células tumorais nos pulmões. Os pulmões têm muitos vasos sanguíneos, tornando-os um lugar vital pra entrega de ácidos graxos pros tumores.
O complexo alvo da rapamicina em mamíferos 1 (mTORC1) é um jogador crucial em como as células respondem aos nutrientes e sinais de crescimento. Esse complexo ajuda a regular funções essenciais das células, como o metabolismo. Um componente chave do mTORC1 é o Raptor. Quando o Raptor está ausente nas células endoteliais, a capacidade das células tumorais de crescer nos pulmões diminui.
Investigação do mTORC1 nas Células Endoteliais
Pesquisadores fizeram experimentos pra entender o papel do mTORC1 nas células endoteliais em relação aos tumores metastáticos. Eles usaram camundongos especializados que permitiram remover especificamente o Raptor das células endoteliais. Essa perda de Raptor levou a uma diminuição no conteúdo de ácidos graxos dentro das células endoteliais e reduziu a entrega de ácidos graxos pras células tumorais. Em contraste, quando outro componente da via de sinalização do mTOR, o TSC2, foi removido das células endoteliais, resultou em um aumento tanto na entrega de ácidos graxos quanto no crescimento tumoral.
Uma análise mais aprofundada das células endoteliais sem Raptor mostrou que elas tinham dificuldade com o tráfego endossômico, que é essencial pra mover os ácidos graxos pelas células. Uma proteína específica envolvida nesse movimento, chamada Clstn1, foi encontrada com menos atividade nessas células deficientes em Raptor.
Impacto da Entrega de Ácidos Graxos nas Células T
A presença de ácidos graxos nos tumores foi ligada à redução da eficácia das respostas imunes, especialmente das células T, que são peças-chave na luta contra o câncer. Quando pesquisadores olharam pras células T de tumores sem Raptor, descobriram que essas células tinham um conteúdo de ácidos graxos mais baixo e mostraram uma atividade anti-tumoral melhorada. Isso não foi visto nas células T de tumores onde o TSC2 foi removido, sugerindo que a regulação da entrega de ácidos graxos é crucial pra função das células T.
Usando uma combinação de um remédio que inibe o mTORC1 (everolimus) e um tratamento que mira o PD-1, um checkpoint imunológico, os pesquisadores observaram uma diminuição na absorção de ácidos graxos nas células T, levando a respostas melhores das células T contra os tumores.
Entendendo os Mecanismos de Transporte de Ácidos Graxos
Pra entender como os ácidos graxos são transportados através das células endoteliais, os pesquisadores focaram em estruturas endossômicas dentro dessas células. Os endossomos são responsáveis por classificar e direcionar os ácidos graxos pros seus destinos finais. A perda do mTORC1 resultou em uma diminuição nas proteínas Rab, que são essenciais pro tráfego endossômico, indicando que o mTORC1 é vital pro transporte de ácidos graxos.
Além disso, os resultados mostraram que quando o Raptor estava ausente, as células endoteliais tinham níveis reduzidos de Clstn1, que desempenha um papel importante no processo de transporte. Essa redução prejudicou o movimento dos ácidos graxos através da camada endotelial pro ambiente tumoral.
As Implicações Mais Amplas dos Ácidos Graxos no Microambiente Tumoral
Os achados da pesquisa destacam o papel significativo dos ácidos graxos no microambiente tumoral. Níveis altos de ácidos graxos podem prejudicar a função das células T, levando a uma resposta imune menos eficaz contra os tumores. Essa acumulação de ácidos graxos não só influencia as células T, mas também pode afetar outros componentes do sistema imunológico, como as células dendríticas e macrófagos.
As células dendríticas, que apresentam antígenos pras células T, mostraram função prejudicada em ambientes ricos em ácidos graxos. Isso prejudica a capacidade delas de estimular as células T contra os tumores. Da mesma forma, os macrófagos mudam seu comportamento pra apoiar o crescimento do tumor em vez de atacá-lo na presença de altos níveis de ácidos graxos.
Futuras Estratégias pra Tratamento do Câncer
Dado os achados de que direcionar a via do mTORC1 e reduzir os níveis de ácidos graxos pode melhorar a imunidade anti-tumoral, existem novas estratégias potenciais pra tratamento do câncer. Combinar remédios que inibem o mTORC1 com imunoterapias existentes pode aumentar a eficácia dos tratamentos pra câncer metastático. Reduzir a disponibilidade de ácidos graxos pode ajudar a criar um ambiente mais favorável pra respostas imunológicas contra os tumores.
Essas percepções podem levar a abordagens terapêuticas novas que focam no microambiente tumoral, especialmente em como nutrientes como os ácidos graxos impactam a progressão do câncer e a resposta imunológica. Entender a interação entre células endoteliais, transporte de ácidos graxos e função imunológica é chave pra desenvolver terapias eficazes contra o câncer.
Conclusão
O transporte de ácidos graxos do sangue pra tumores metastáticos é um processo complexo influenciado por vários fatores, incluindo a função das células endoteliais e vias metabólicas. Ao direcionar componentes específicos desse processo, como o mTORC1, os pesquisadores estão descobrindo percepções valiosas que podem ajudar a melhorar as respostas imunes anti-tumorais. A relação entre o metabolismo dos ácidos graxos e a função imunológica abre caminho pra novas estratégias terapêuticas na luta contra o câncer metastático.
Título: Regulation of fatty acid delivery to metastases by tumor endothelium
Resumo: Tumor metastasis, the main cause of death in cancer patients, requires outgrowth of tumor cells after their dissemination and residence in microscopic niches. Nutrient sufficiency is a determinant of such outgrowth1. Fatty acids (FA) can be metabolized by cancer cells for their energetic and anabolic needs but impair the cytotoxicity of T cells in the tumor microenvironment (TME)2, 3, thereby supporting metastatic progression. However, despite the important role of FA in metastatic outgrowth, the regulation of intratumoral FA is poorly understood. In this report, we show that tumor endothelium actively promotes tumor growth and restricts anti-tumor cytolysis by transferring FA into developing metastatic tumors. This process uses transendothelial fatty acid transport via endosome cargo trafficking in a mechanism that requires mTORC1 activity. Thus, tumor burden was significantly reduced upon endothelial-specific targeted deletion of Raptor, a unique component of the mTORC1 complex (RptorECKO). In vivo trafficking of a fluorescent palmitic acid analog to tumor cells and T cells was reduced in RptorECKO lung metastatic tumors, which correlated with improved markers of T cell cytotoxicity. Combination of anti-PD1 with RAD001/everolimus, at a low dose that selectively inhibits mTORC1 in endothelial cells4, impaired FA uptake in T cells and reduced metastatic disease, corresponding to improved anti-tumor immunity. These findings describe a novel mechanism of transendothelial fatty acid transfer into the TME during metastatic outgrowth and highlight a target for future development of therapeutic strategies.
Autores: Jin Chen, D. N. Edwards, S. Wang, W. Song, L. C. Kim, V. M. Ngwa, Y. Hwang, K. C. Ess, M. R. Boothby
Última atualização: 2024-04-03 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.02.587724
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.02.587724.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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