Como os tumores cerebrais se adaptam através de ecossistemas complexos

Apesar dos avanços na tecnologia médica e de uma compreensão em constante evolução dos mecanismos de progressão do câncer, pesquisadores e clínicos enfrentam uma série de desafios ao longo do caminho para encontrar uma cura para as formas mais agressivas de câncer. Isto é particularmente verdadeiro no caso do glioblastoma multiforme, a forma mais comum e mais agressiva de câncer no cérebro humano.

O glioblastoma é universalmente fatal. Algumas das marcas mais destrutivas desses tumores, como o crescimento descontrolado e invasivo de tecidos saudáveis, tornam essa forma de câncer cerebral muito difícil de tratar. Pessoas não tratadas deixadas afetadas normalmente sobrevivem apenas alguns meses. O padrão ouro atual para o tratamento é uma combinação de cirurgia, quimioterapia e radioterapia, mas isso raramente aumenta a sobrevida dos pacientes. além de dois anos como tumores mais resistentes sempre crescem de volta. A capacidade das células de se adaptar, evoluir e evadir permite que as células tumorais mais resistentes desenvolvam mecanismos de defesa contra o tratamento convencional.

Células cancerosas são tão únicas quanto flocos de neve

Para entender como os tumores de glioblastoma podem evoluir para se tornarem mais resistentes, é importante reconhecer os tumores cerebrais não como tecidos uniformes, mas como populações complexas de tipos celulares diversos, dinâmicos e transformadores.

 

Em tecidos saudáveis, um sistema coordenado de moléculas regula com firmeza a taxa de divisão celular e expressão de genes em resposta a estímulos ambientais. Nas células cancerosas, esse mecanismo fica comprometido e as células começam a se dividir descontroladamente e a criar mutações genéticas. À medida que as células se reproduzem, a identidade genética da descendência evolui a cada nova divisão.


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Também estamos descobrindo mais e mais evidências de que os tumores de glioblastoma são mantidos por um pequeno células-tronco do câncer. São células rijas que se dividem lentamente e são capazes de se transformar em diferentes tipos de células sob as condições corretas e reconstruir tumores com novas células de diversos perfis genéticos.

Muitos desses tipos de células possuem características de sobrevivência. Células em rápida divisão podem escapar do tratamento cirúrgico, por exemplo, crescendo e replicando mais fundo no cérebro onde um ambiente mais permissível permite que eles se expandam com menos ameaças ao seu bem-estar. Essas células escapadas geralmente se difundem pelo cérebro sequestrando e migrando ao longo dos vasos sangüíneos. Esta invasão e migração coloca um tampão de tecido saudável entre a massa do tumor e o bisturi do cirurgião.

A cirurgia também pode ser resistida através de um processo conhecido como angiogênese, que é a produção de novos vasos sanguíneos sinalizados pelas células tumorais. para garantir novas linhas de alimentação de abastecimento. Muitas células dentro do tumor possuem uma caixa de ferramentas de genes para sinalizar esses novos suprimentos.

Algumas células tumorais cerebrais também expressam genes como o MGMT, Que concede a capacidade de reparar danos no DNA induzidos por quimioterapia e cirurgia de morte celular programada. Considerando que temozolomida, a droga atual usada para tratar o glioblastoma, funciona danificando DNA através de um processo conhecido como metilação, as células que são positivas para MGMT podem resistir aos efeitos da droga. À medida que células tumorais facilmente expostas e aquelas que são sensíveis a drogas e radiação são eliminadas, as células com estas características de sobrevivência são selecionadas para expansão e podem tornar-se o tipo de célula dominante dentro de uma massa tumoral.

Tumores são ecossistemas turbulentos

Ao comparar a paisagem tumor a um ecossistema, podemos aplicar uma modelo evolutivo de adaptabilidade, pressões ambientais e seleção. Em um ecossistema, inúmeras espécies de plantas e animais competem por recursos limitados, mantendo um equilíbrio dinâmico de poder. Se interferirmos em uma espécie, um concorrente pode herdar uma parcela maior dos recursos e ter mais espaço para se espalhar.

 

Estes princípios podem ser aplicados ao habitat do tumor, pois diferentes tipos de células cancerígenas competem pelo espaço dentro do cérebro. Da mesma forma, as células dentro de um ecossistema tumoral seguem padrões que se assemelham ao modelo darwiniano de seleção natural. A divisão de células pode produzir descendentes com mutações que os equipam com ferramentas para promover a produção de novos vasos sanguíneos e dividir-se mais rapidamente. Isso lhes garante uma vantagem competitiva para garantir recursos e reproduzir com sucesso.

tratamentos de última geração

Uma compreensão atualizada do ambiente do câncer cerebral pode promover a descoberta de opções de tratamento com nuances no futuro. Uma dessas estratégias seria minimizar a evolução do tumor, mantendo as células em um estado de divisão lenta e resposta ao tratamento, em vez de direcioná-las para a erradicação geral. Para que essa estratégia possa ser realizada, os pesquisadores clínicos poderiam investigar novas maneiras de deter a progressão do glioblastoma, controlando e adulterando a maquinaria que permite que as células tumorais se adaptem em seu ecossistema.

A estudo recente modelos de computador usados ​​de mapas de genoma do Projeto Atlas do Genoma do Câncer para identificar alvos como ERBB2 ou EGFR para os quais medicamentos ou tratamentos contra o câncer já estão atualmente disponíveis ou em fase de testes clínicos. Muitos desses alvos são bem conhecidos na pesquisa do câncer como ferramentas exploradas pelas células tumorais para desenvolver uma vantagem competitiva.

Concentrar-se nesses alvos pode representar uma oportunidade de bloquear as capacidades de sinalização para traços mais agressivos sem matar as células e fornecer mais espaço para um desafiante. Isso essencialmente desarmaria uma parte das células tumorais sem desequilibrar seriamente o ecossistema.

Vários desenvolvimentos interessantes foram feitos na área de Imunoterapia e medicina personalizada através do sequenciamento do genoma completo, mas esta tecnologia está muito em sua infância. Uma estratégia em que a população de células de glioblastoma é mantida preguiçosa e aplacada, em vez de turbulenta e competitiva, pode complementar os tratamentos atuais para melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Tal abordagem poderia comprar pacientes por mais alguns anos enquanto desenvolvemos e refinamos a próxima geração de tratamento.

A Conversação

Darren Ó hAilín é doutorando em Medicina Molecular na Universidade de Freiburg .

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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