Por que alguns tumores se espalham enquanto outros permanecem localizados? Os cientistas ainda não compreendem completamente o que controla a capacidade de metástase das células cancerígenas, mas responder a esta questão é fundamental para melhorar o atendimento ao paciente. Pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE) estudaram células cancerígenas do cólon e identificaram fatores-chave que influenciam a probabilidade de os tumores se espalharem. Eles também descobriram padrões específicos de expressão genética que poderiam ser usados para estimar esse risco.
Com base nestas descobertas, a equipa desenvolveu uma ferramenta de inteligência artificial (MangroveGS) que pode converter estes sinais genéticos em previsões altamente fiáveis em vários tipos de cancro. O estudo foi publicado em relatório de célulapode levar a tratamentos mais personalizados e ajudar a descobrir novos alvos terapêuticos.
O câncer é um processo de desenvolvimento distorcido
“A origem do cancro é frequentemente atribuída a ‘células anárquicas’”, explica Ariel Ruiz i Altaba, professor do Departamento de Medicina Genética e Desenvolvimento da Faculdade de Medicina da UNIGE, que liderou o estudo. “No entanto, o cancro deve ser melhor entendido como uma forma distorcida de desenvolvimento.” Mudanças genéticas e epigenéticas podem reativar programas biológicos que normalmente são encerrados após o desenvolvimento inicial, levando, em última análise, à formação de tumores.
O câncer parece seguir regras biológicas estruturadas, em vez de regras aleatórias. “Portanto, o desafio é encontrar a chave para compreender sua lógica e forma. E, no caso da metástase, determinar as características da célula que se separará do tumor e dará origem a outra célula em outra parte do corpo”.
Rastreamento de células cancerígenas metastáticas
A metástase é a causa da maioria das mortes por câncer, especialmente câncer de cólon, mama e pulmão. No momento em que as células cancerígenas são detectadas circulando no sangue ou no sistema linfático, a doença geralmente começa a se espalhar. Embora os cientistas compreendam muitas das mutações que levam à formação de tumores, nenhuma alteração genética pode explicar por que algumas células se separam e migram enquanto outras permanecem no lugar.
“A dificuldade está em poder determinar a identidade molecular completa da célula – uma análise que destrói a célula – e ao mesmo tempo observar a sua função, que exige que ela permaneça viável”, explica o professor Ruiz Altaba. Para superar esse problema, os pesquisadores isolam, clonam e cultivam células tumorais em laboratório. “Os clones foram então avaliados in vitro e em modelos de camundongos para observar sua capacidade de migrar através de filtros biológicos reais e gerar metástases”, acrescenta Arwen Conod.
Assinatura genética ligada à propagação do câncer
A equipe de pesquisa analisou a atividade de centenas de genes em cerca de trinta clones de células retiradas de dois tumores primários de cólon. Isto revelou padrões claros de expressão genética que correspondiam de perto à capacidade de cada célula se mover e se espalhar. É importante ressaltar que o potencial metastático não é determinado pelas características de uma única célula, mas pela forma como as populações de células cancerígenas relacionadas interagem entre si.
Ferramenta de inteligência artificial prevê risco de transferência
Os pesquisadores integraram essas assinaturas genéticas em sistemas de inteligência artificial. “A maior novidade da nossa ferramenta, chamada Mangrove Gene Signature (MangroveGS), é que ela utiliza dezenas ou até centenas de assinaturas genéticas. Isso a torna particularmente resistente à variação individual”, explica Aravind Srinivasan.
Após o treinamento, o modelo foi capaz de prever metástases e recorrência do câncer de cólon com quase 80% de precisão, superando os métodos existentes. A mesma assinatura genética do câncer de cólon também demonstrou prever o risco de metástase em outros tipos de câncer, incluindo câncer de estômago, pulmão e mama.
Rumo a um tratamento mais personalizado do câncer
A MangroveGS pode processar amostras de tumores coletadas diretamente no hospital. As células são analisadas, seu RNA é sequenciado e uma pontuação de risco de metástase é rapidamente gerada e compartilhada de forma segura com médicos e pacientes por meio de uma plataforma criptografada.
“Esta informação evitará o tratamento excessivo de pacientes de baixo risco, limitando assim os efeitos secundários e os custos desnecessários, ao mesmo tempo que melhora a monitorização e o tratamento de pacientes de alto risco”, disse Ariel Ruiz i Altaba. “Também oferece a possibilidade de otimizar a seleção de participantes de ensaios clínicos, reduzir o número de voluntários necessários, aumentar o poder estatístico do estudo e fornecer benefícios terapêuticos aos pacientes que mais precisam”.
