Por que alguns tumores se espalham enquanto outros permanecem localizados? Os cientistas ainda não compreendem completamente o que controla a capacidade de metástase de uma célula cancerígena, mas a resposta a esta questão é fundamental para melhorar o atendimento ao paciente. Pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE) estudaram células cancerosas de cólon e identificaram fatores-chave que influenciam a probabilidade de propagação do tumor. Eles também descobriram padrões específicos de expressão genética que podem ser usados para avaliar o risco.
Com base nestas descobertas, a equipa desenvolveu uma ferramenta de inteligência artificial (MangroveGS) que converte estes sinais genéticos em previsões altamente fiáveis para diferentes tipos de cancro. Um estudo publicado em Relatórios de célulaspode levar a um tratamento mais personalizado e ajudar a descobrir novos alvos terapêuticos.
Câncer como um processo de desenvolvimento distorcido
“A origem do cancro é frequentemente atribuída a ‘células anárquicas’”, explica Ariel Ruiz y 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 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 tumorigênese.
O câncer não parece ser aleatório, mas segue regras biológicas estruturadas. “Portanto, o desafio é encontrar pistas para entender sua lógica e forma. E, no caso das metástases, determinar as características das células que se desprenderão do tumor para criar outro em outra parte do corpo.”
Rastreamento de células cancerígenas metastáticas
As metástases são responsáveis pela maioria das mortes por câncer, especialmente nos cânceres de cólon, mama e pulmão. No momento em que as células cancerígenas são detectadas circulando no sangue ou no sistema linfático, a doença muitas vezes já começou a se espalhar. Embora os cientistas compreendam muitas das mutações que levam à formação de tumores, nenhuma alteração genética explica por que algumas células se separam e migram enquanto outras permanecem no lugar.
“A dificuldade reside em poder determinar a identidade molecular completa de uma célula – a análise que a destrói – enquanto se observa a sua função, que exige que ela permaneça viva”, explica o professor Ruiz y Altaba. Para superar isso, os pesquisadores isolaram, clonaram e cultivaram células tumorais em laboratório. “Esses clones foram então avaliados in vitro e em modelo de camundongo para observar sua capacidade de migrar através de um filtro biológico real e gerar metástases”, acrescenta Arven Konod.
Assinaturas genéticas associadas à propagação do câncer
A equipe analisou a atividade de centenas de genes em aproximadamente trinta clones de células retirados de dois tumores primários de cólon. Isto revelou padrões distintos de expressão genética que correspondiam de perto à capacidade de cada célula se mover e se espalhar. É importante notar que o potencial metastático não foi determinado pelo perfil de uma única célula, mas pela forma como grupos de células cancerígenas relacionadas interagem entre si.
Uma ferramenta de IA prevê o risco de metástase
Os pesquisadores integraram essas assinaturas genéticas em um sistema de inteligência artificial. “A grande novidade da nossa ferramenta, chamada Mangrove Gene Signatures (MangroveGS), é que ela utiliza dezenas, 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 recorrências do câncer de cólon com quase 80% de precisão, superando os métodos existentes. Os mesmos genes derivados do cancro do cólon também demonstraram ser úteis na previsão do risco de metástases noutros cancros, incluindo cancro do estômago, pulmão e mama.
Rumo a um tratamento mais personalizado do câncer
O MangroveGS pode trabalhar diretamente com amostras de tumores coletadas em hospitais. As células são analisadas, seu RNA sequenciado, uma pontuação de risco de metástase é rapidamente gerada e transmitida com segurança a médicos e pacientes por meio de uma plataforma criptografada.
“Essa informação evitará o tratamento excessivo de pacientes de baixo risco, limitando assim os efeitos colaterais e os custos desnecessários, ao mesmo tempo que aumentará o monitoramento e o tratamento daqueles de alto risco”, afirma Ariel Ruiz y Altaba. “Também oferece a oportunidade de otimizar a seleção de participantes em ensaios clínicos, reduzir o número de voluntários necessários, aumentar o poder estatístico dos estudos e proporcionar benefícios terapêuticos aos pacientes que mais necessitam deles”.
