Novas Perspectivas sobre o Tratamento do Câncer de Mama Metastático
Pesquisas apontam fatores genéticos que influenciam a disseminação do câncer de mama e possíveis avanços no tratamento.
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Índice
O câncer de mama é um problema de saúde importante no mundo todo, sendo a principal causa de mortes relacionadas ao câncer entre mulheres. Nos EUA, é o câncer mais diagnosticado e a quarta maior causa de mortes por câncer. Embora os estágios iniciais do câncer de mama tenham uma alta taxa de sobrevivência, o câncer de mama metastático-que se espalha para outras partes do corpo-tem uma taxa de sobrevivência bem mais baixa. Isso indica que há uma necessidade de melhores tratamentos especificamente para os estágios avançados do câncer de mama.
Tratamento Atual e Desafios
Tradicionalmente, os médicos focaram no câncer mirando nas diferenças entre as células cancerígenas e as células normais. Por exemplo, a quimioterapia visa matar células tumorais que crescem rápido. Recentemente, tratamentos mais avançados têm se concentrado nos fatores genéticos e mudanças nas células cancerígenas que se relacionam com a sobrevivência dos pacientes. Essas novas terapias reduziram os efeitos colaterais e melhoraram a sobrevivência de alguns pacientes. Porém, pacientes com doença metastática muitas vezes não se beneficiam dessas terapias direcionadas, já que o câncer evolui e se torna mais complexo.
Desenvolver novas estratégias para tratar o câncer de mama metastático requer entender as mudanças biológicas únicas que ocorrem à medida que a doença avança. Infelizmente, os pesquisadores sabem menos sobre como a metástase começa do que sobre como os tumores primários se formam. Essa lacuna no conhecimento se deve, em grande parte, à dificuldade de obter amostras de locais metastáticos, já que eles geralmente não são removidos cirurgicamente. Além disso, as amostras existentes frequentemente mostram os efeitos de tratamentos anteriores, dificultando a separação das causas da metástase daquelas que levam à resistência ao tratamento.
Fatores Genéticos na Metástase
Estudos recentes sugerem que, ao contrário dos tumores primários, não há um conjunto comum de mutações que impulsionam a metástase. Isso indica que a metástase é provavelmente mais influenciada por como os genes são expressos do que por mutações específicas. O foco pode ser em como sinais externos e ambientes celulares afetam a atividade dos genes.
Para encontrar genes ligados à metástase, os pesquisadores propuseram novos métodos que analisam características hereditárias, semelhantes a estudos de população humana. Usando um modelo específico de camundongo com câncer de mama, eles identificaram regiões no genoma do camundongo que estão associadas a uma maior probabilidade de desenvolver doenças metastáticas. Encontraram vários genes que, quando expressos de maneira diferente, podiam influenciar os resultados dos pacientes.
Proteínas de Ligação de RNA e Seu Papel
Entre os genes estudados, os pesquisadores identificaram o complexo de deadenilase de RNA CCR4-NOT como um fator potencial que afeta a metástase do câncer de mama. Esse complexo está envolvido no controle da estabilidade de RNA e, assim, na Expressão Gênica. Eles se concentraram em três proteínas de ligação de RNA-NANOS1, PUM2 e CPSF4-que fazem parte desse complexo para determinar como poderiam influenciar a metástase.
Essas proteínas ajudam a regular mRNAs específicos, que carregam instruções dos genes. Os pesquisadores descobriram que alterar os níveis dessas proteínas de ligação de RNA afetou como as células tumorais se espalhavam em camundongos. Por exemplo, reduzir os níveis dessas proteínas levou a menos nódulos pulmonares metastáticos, sugerindo que elas desempenham um papel crucial na disseminação da doença.
O Papel do SMARCD1
Um gene em particular, o SMARCD1, se destacou na pesquisa. Esse gene está envolvido na regulação de como o DNA é compactado e como os genes são ativados ou desativados. Foi descoberto que tanto altos quanto baixos níveis de SMARCD1 resultaram em menos Metástases, indicando um efeito "Goldilocks"-onde a quantidade certa de uma proteína leva a bons resultados, mas muito ou pouco pode ser prejudicial.
Quando os cientistas analisaram de perto como o SMARCD1 afetou as células cancerosas, notaram que alterar seus níveis não parecia mudar a rapidez com que as células cancerosas cresciam. Em vez disso, mudou a capacidade das células de formar esferas em culturas tridimensionais, sugerindo uma ligação com propriedades semelhantes às de células-tronco, que são conhecidas por contribuir para a disseminação do câncer.
Alterações na Expressão Gênica e Acessibilidade da Cromatina
Os pesquisadores examinaram ainda mais como as mudanças no SMARCD1 afetaram a atividade gênica e a estrutura da cromatina (o material que compõe os cromossomos). Eles descobriram que, quando os níveis de SMARCD1 foram alterados, isso mudou quais genes estavam acessíveis e poderiam ser expressos. Altos e baixos níveis de SMARCD1 levaram a padrões diferentes de atividade gênica, refletindo como influenciaram a progressão do câncer.
Em testes de laboratório, notaram que células com níveis alterados de SMARCD1 mostraram mudanças significativas em sua estrutura de cromatina, indicando que esse gene desempenha um papel essencial em como as células cancerosas se adaptam e crescem. Curiosamente, certos programas de splicing-processos que determinam como os genes são expressos-também foram afetados, o que sublinha a importância do SMARCD1 na regulação de múltiplas funções celulares.
Estudos In Vivo e Resultados dos Pacientes
Para explorar ainda mais os efeitos do SMARCD1, os pesquisadores realizaram estudos in vivo, injetando células cancerosas modificadas em camundongos. Eles descobriram que tanto altos quanto baixos níveis de expressão do SMARCD1 reduziram o número de nódulos metastáticos, enfatizando a necessidade de uma regulação rigorosa desse gene para obter resultados ideais na disseminação do câncer.
Notavelmente, ao examinar dados de pacientes, descobriram que os níveis de SMARCD1 também podiam prever os resultados para pacientes com câncer de mama. Pacientes com níveis altos ou baixos de SMARCD1 se saíram melhor do que aqueles com níveis intermediários, apoiando a ideia de um efeito "Goldilocks" no câncer de mama humano também.
Implicações para o Tratamento
As descobertas dessa pesquisa abrem portas para novas estratégias de tratamento. As terapias tradicionais para câncer costumam focar em alvos específicos para inibição. No entanto, com a identificação de genes "Goldilocks" como o SMARCD1, as terapias podem precisar considerar métodos que aumentem ou diminuam a função gênica dependendo dos casos individuais.
Por exemplo, alcançar mudanças modestas nos níveis de SMARCD1 pode ser mais fácil e ter menos efeitos colaterais do que focar em um gene de driver altamente mutado. Essa abordagem pode levar a novas terapias que oferecem melhores resultados com menos toxicidade, especialmente quando combinadas com estratégias de tratamento existentes.
Conclusão
O câncer de mama permanece uma doença complexa e desafiadora, especialmente quando se espalha para outras partes do corpo. Entender os fatores genéticos e biológicos que contribuem para a metástase é vital para desenvolver melhores tratamentos. As percepções obtidas ao estudar proteínas de ligação de RNA e suas interações oferecem novas avenidas para pesquisa e potenciais terapias. À medida que os cientistas continuam a desvendar os detalhes da biologia do câncer, há esperança de estratégias mais eficazes para combater o câncer de mama metastático e melhorar a vida dos pacientes que enfrentam essa doença.
A pesquisa em andamento provavelmente se concentrará no papel de vários genes e proteínas na progressão da doença e suas interações dentro do ambiente celular. Ao identificar fatores e caminhos críticos envolvidos na metástase, podemos ampliar nossa compreensão do câncer de mama e, em última análise, desenvolver opções de tratamento mais eficazes adaptadas às necessidades individuais dos pacientes.
Título: SMARCD1 is a "Goldilocks" metastasis modifier
Resumo: AbstractBreast cancer is the most frequently diagnosed cancer worldwide, constituting around 15% of all diagnosed cancers in 2023. The predominant cause of breast cancer-related mortality is metastasis to distant essential organs, and a lack of metastasis-targeted therapies perpetuates dismal outcomes for late-stage patients. However, through our use of meiotic genetics to study inherited transcriptional network regulation, we have identified a new class of "Goldilocks" genes that are promising candidates for the development of metastasis-targeted therapeutics. Building upon previous work that implicated the CCR4-NOT RNA deadenylase complex in metastasis, we now demonstrate that the RNA-binding proteins (RNA-BPs) NANOS1, PUM2, and CPSF4 also regulate metastatic potential. Using cell lines, 3D culture, mouse models, and clinical data, we pinpoint Smarcd1 mRNA as a key target of all three RNA-BPs. Strikingly, both high and low expression of Smarcd1 is associated with positive clinical outcomes, while intermediate expression significantly reduces the probability of survival. Applying the theory of "essential genes" from evolution, we identify an additional 50 genes that span several cellular processes and must be maintained within a discrete window of expression for metastasis to occur. In the case of Smarcd1, small perturbations in its expression level significantly reduce metastasis in laboratory mouse models and alter splicing programs relevant to the ER+/HER2-enriched breast cancer subtype. The identification of subtype-specific "Goldilocks" metastasis modifier genes introduces a new class of genes and potential catalogue of novel targets that, when therapeutically "nudged" in either direction, may significantly improve late-stage patient outcomes.
Autores: Kent Hunter, C. R. Ross, L.-Y. Gong, L. M. Jenkins, N.-h. Ha, M. Majocha
Última atualização: 2024-01-29 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.24.577061
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.24.577061.full.pdf
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