image: Cells genetically modified to express a light-emitting enzyme serve as tools to monitor tumor repopulation. view more
Credit: Sonia Jancar / University of São Paulo
Sempre que o organismo sofre uma agressão - seja um simples corte no dedo ou uma cirurgia - as células no entorno da lesão recebem sinais para se proliferarem mais intensamente, de modo a regenerar o tecido danificado.
O fenômeno da repopulação tumoral é explicado por uma proteína chamada PAF-R (receptor do fator de ativação plaquetária, na sigla em inglês) que cumpre um papel chave no processo, de acordo com projeto de um grupo de pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas na Universidade de São Paulo (ICB-USP), apoiado pela FAPESP, encabeçado pela pesquisadora responsável Sonia Jancar.
Jancar apontou a tese de doutorado de Ildefonso Alves da Silva-Junior (http://www.bv.fapesp.br/en/bolsas/141041) que mostrou que -- ao menos nos tipos de cancer já estudados pelo grupo do ICB-USP -- a radiação levava à produção de moléculas semelhantes à PAF, que ativava o PAF-R na célula tumoral e induzia um aumento da expressão desse receptor e a proliferação das células tumorais.
"Essa ativação, portanto, promove a repopulação tumoral. Esse trabalho confirmou ainda, por métodos mais sensíveis, que os macrófagos (um tipo de célula de defesa) existentes no microambiente do tumor, quando são tratados por fármacos bloqueadores do PAF-R, são reprogramados para combaterem melhor a doença."
Eficácia no tratamento com antagonistas de PAF-R
Os experimentos que comprovaram o envolvimento do PAF-R em repopulação tumoral foram feitos com células de carcinoma de boca (humanas) e de carcinoma de colo uterino (de camundongo) -- tipos de câncer preferencialmente tratados por meio da radioterapia. No entanto, cientistas descobriram que uma grande quantidade de moléculas semelhantes a PAF-R foi produzida nas culturas, logo após submeter as células a uma simulação de radioterapia usando irradiação. "O PAF é na verdade, um fosfolipídeo produzido principalmente em processos inflamatórios e de morte celular", explicou Silva-Junior.
Os pesquisadores então trataram parte das culturas com drogas capazes de bloquear o receptor do PAF. Diferentes moléculas foram testadas - inclusive algumas já disponíveis no mercado, mas que nunca haviam sido usadas contra o câncer.
Análises feitas logo após o tratamento mostraram que, nas linhagens expostas aos antagonistas de PAF-R, o índice de morte celular pela radioterapia foi até 30% maior do que nas culturas não tratadas. Uma nova verificação feita nove dias depois revelou que, nas linhagens não tratadas, o índice de proliferação celular era bem maior, em torno de 50% a mais do que nas culturas tratadas com o bloqueador.
"Em experimentos com linhagens tumorais e em camundongos, observamos que fármacos capazes de bloquear PAFR inibiram significativamente o crescimento dos tumores e o fenômeno da repopulação tumoral após radioterapia", disse Jancar à Agência FAPESP. "Sugerimos, portanto, a associação da radioterapia com antagonistas desse receptor como uma nova e promissora estratégia terapêutica."
Proliferação de células tumorais com expressão de PAF-R
O passo seguinte foi injetar embaixo da pele de camundongos células tumorais irradiadas de duas linhagens geneticamente modificadas: uma que superexpressa o PAFR e outra que não expressa esse receptor. O objetivo era observar o fenômeno da repopulação tumoral in vivo. Cerca de 30 dias depois da injeção, os pesquisadores mediram o volume do tumor.
"Nesse experimento usamos duas linhagens tumorais modificadas geneticamente. A repopulação tumoral só aconteceu efetivamente nos animais que receberam a linhagem com superexpressão de PAF-R", contou Silva-Junior.
Em seguida, camundongos receberam pela injeção, além das células tumorais, uma espécie de célula-controle modificada geneticamente para expressar uma enzima que produz luz, servindo como um marcador dentro do tumor. "A célula-controle não foi irradiada, mas foi exposta ao mesmo ambiente e recebeu os sinais que o tumor estava produzindo para estimular a proliferação cellular", disse Silva-Junior.
"Por meio de uma tecnologia conhecida como IVIS [Sistema de Imagem In Vivo, na sigla em inglês] foi possível medir a proliferação dessas células luminescentes e calcular o quanto a irradiação estava induzindo a repopulação do tumor." Resultados mostraram que, nos animais que receberam a linhagem que superexpressa PAF-R, a taxa de proliferação foi 30 vezes mais alta quando as células eram irradiadas em comparação aos que receberam a mesma linhagem não irradiada.
Parte dos resultados foram publicados (http://www.nature.com/oncsis/journal/v6/n1/full/oncsis201690a.html?foxtrotcallback=true#aff1) na revista Oncogenesis, do grupo Nature.
Estudos clínicos
Jancar acrescentou que o ideal seria resgatar estudos clínicos com antagonistas de PAF-R feitos na década de 1980 em pacientes com asma e pancreatite. "Para essas doenças os ensaios foram negativos, mas podem ser positivos contra o câncer. Espero que nossas publicações alertem outros pesquisadores da área para que possam dar esse passo. Enquanto isto estamos avaliando formas de proteger os achados", disse.
Com o objetivo de avaliar se o fenômeno observado não é específico das linhagens tumorais estudadas até o momento, o grupo do ICB-USP está replicando os experimentos em outros 10 tipos de tumores humanos. Também estão sendo feitos ensaios em que os antagonistas de PAFR são testados em associação com medicamentos quimioterápicos.
O grupo do ICB-USP testa ainda novos tipos de inibidores de PAF-R nas linhagens tumorais, inclusive um grupo de moléculas isolado de um fungo marinho pela equipe do professor Roberto Berlinck, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP).
"Várias dessas moléculas se mostraram potentes antagonistas de PAF-R, capazes de inibir o fenômeno de repopulação tumoral. Embora a descoberta seja relevante, o caminho para sua validação e uso em testes clínicos é longo e demanda associação entre pesquisadores da área básica, como nós, químicos para síntese de moléculas e clínicos, para testes em pessoas sadias e pacientes", avaliou Jancar.
A pesquisadora conta que a linha de investigação teve início ainda na década de 1990, durante o doutorado (http://www.bv.fapesp.br/pt/pesquisador/3300/) de Denise Fecchio, quando o grupo mostrou que tumores induzidos na cavidade peritoneal de camundongos cresciam significativamente menos quando PAF-R era bloqueado. Nesse trabalho, os pesquisadores observaram que o tratamento com antagonistas do receptor ativou os macrófagos e inibiu o crescimento do câncer. O trabalho foi publicado (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/019205619090068X?via%3Dihub) na revista Inflammation.
Alguns anos depois, durante o doutorado de Soraya Imon de Oliveira (http://www.bv.fapesp.br/pt/bolsas/85438/) - em colaboração com o professor da Faculdade de Medicina da USP Roger Chammas -, o grupo mostrou que, em camundongos tratados com antagonistas de PAFR, o melanoma também cresce menos. Os resultados foram divulgados (https://bmccancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2407-10-200) no periódico BMC Cancer.
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Journal
Oncogenesis