Câncer de mama impresso em 3D para entender o crescimento do tumor e a disseminação

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Câncer de mama impresso em 3D para entender o
crescimento do tumor e a disseminação
Um protótipo de plataforma permite que os pesquisadores cultivem e estudem o crescimento do tumor
em novos detalhes.
Tumores bioimpressos de câncer de mama em 3D (verde) e microambientes de suporte (roxo) para
entender melhor como eles interagem uns com os outros. Penn StateTradução
O microambiente do tumor desempenha um papel integral no desenvolvimento, progressão e tratamento
do câncer. Entender os intrincados mecanismos que ocorrem entre tumores sólidos e difíceis de tratar e
os microambientes que eles criam é crucial para o desenvolvimento de terapias eficazes e a melhoria da
sobrevivência dos pacientes.
O câncer de mama, por exemplo, embora tratável, é globalmente um dos cânceres malignos mais
comumente diagnosticados em mulheres, espalhando-se por invadir o tecido circundante, o sangue ou
através dos gânglios linfáticos do corpo. Sabe-se que o microambiente do câncer de mama influencia
esse resultado, inclinando o equilíbrio da resposta imune supressora do corpo nas proximidades do
tumor, ao mesmo tempo em que altera a informação genética das células próximas para ajudar o câncer
a crescer e se espalhar.
“Todos esses processos em conjunto constituem o microambiente dinâmico, e suas interações são
fundamentais para entender a patogênese do câncer de mama para o desenvolvimento de terapias
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novas e eficazes”, escreveu uma equipe de pesquisadores liderada por Ibrahim Ozbolat, professor da
Universidade Estadual da Pensilvânia.
No passado, os cientistas criaram modelos de diferentes tipos de câncer para estudar como isso
acontece e talvez identificar etapas cruciais no processo. Embora úteis, muitos foram baseados em
culturas de células 2D, o que, segundo os autores, fornece uma “visão reducionista” que não leva em
conta a complexidade da situação. Isso levou ao advento das culturas “esferóides”, que são culturas de
células 3D que são modelos mais eficazes, uma vez que tendem a preservar as interações celulares que
ocorrem na natureza de configurações biológicas.
No estudo atual, Ozbolat e sua equipe desenvolveram uma cultura de células 3D usando células de
câncer de mama triplo-negativas metastáticas – um câncer de mama agressivo e difícil de tratar – que
modela com precisão as interações nativas entre esses tumores e seu microambiente. Crucialmente,
sua plataforma exibiu algumas das principais características do câncer, incluindo invasão e crescimento
do tumor.
“Nós reunimos o tumor e seu microambiente e estudamos como o tumor incorporado afeta sua matriz
circundante”, disse Madhuri Dey, primeiro autor do artigo publicado na revista Advanced Biology e
estudante de doutorado no Departamento de Química da Eberly College of Science. “Então
perguntamos se poderíamos obter qualquer informação genética significativa deste sistema composto.”
Especificamente, eles procuraram determinar como a variação da densidade de componentes comuns
do microambiente, como células estromais e componentes da matriz, poderia lançar luz sobre o
crescimento do tumor e a invasão do câncer. Em comparação com outros estudos e modelos, que
analisam a informação genética de células individuais, Dey e seus colegas levaram um passo adiante
para investigar um quadro mais amplo.
“Nós olhamos para o genoma de todo o sistema”, disse ele. “O resultado foi uma compreensão muito
mais representativa de como as células conversam entre si nas condições nativas.”
Eles foram capazes de demonstrar que as células cancerígenas se comunicam com as células que
revestem os vasos sanguíneos, chamadas células endoteliais, que controlam a troca de materiais entre
o sangue e o ambiente extracelular. As células cancerosas também foram encontradas para se
comunicar com as células que secretam colágeno para produzir o andaime de tecidos, chamados
fibroblastos. “A conversa cruzada entre células endoteliais de câncer é tão importante quanto o câncer-
fibroblasto cross-talk”, disse Dey, observando que cada processo pode influenciar o outro e mudar a
forma como o câncer cresce.
Através de uma técnica de bioimpressão 3D desenvolvida anteriormente chamada bioimpressão
assistida por aspiração, a equipe foi capaz de posicionar com precisão os esferóides teciduais dentro de
um andaime sacrificial para também testar como a distância entre as células cancerígenas influenciaria o
crescimento. “Perguntamos: ‘Pode a proximidade aumentar a agressividade do câncer?’ e descobrimos
que há uma distância crítica”, disse Dey. “Os tumores distantes não afetam um ao outro, mas as células
endoteliais de tumores vizinhos podem nutrir umas às outras e aumentar a forma agressiva com que o
câncer se espalha”.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adbi.202100090
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Embora seja um primeiro passo, este estudo demonstra os insights valiosos que esses tipos de modelos
podem ter em futuras pesquisas sobre o câncer. Por exemplo, a equipe planeja usar o método de
fabricação para investigar como as células imunes projetadas programadas para atingir as células
cancerígenas podem ser melhoradas para penetrar tumores sólidos e limitar sua disseminação.
“Também poderíamos usar isso como uma ferramenta personalizada para testar a eficácia do tratamento
para pessoas individuais – esse é um objetivo futuro”, disse Ozbolat. “Há tantas maneiras pelas quais
podemos aplicar esse modelo de microambiente tumoral”.
Referência: Madhuri Dey, et al., Estudo da Angiogênese do Tumoral e Invasão do Câncer de Câncer
Vascularizado de TrêsDimensais Micro-Ambiente, Biologia Avançada (2021). DOI:
10.1002/adbi.202100090
Citações adaptadas do comunicado de imprensa fornecido pela Penn State University
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adbi.202100090
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-05/ps-tmo050421.php