Num artigo publicado na revista Cell Stem Cell, cientistas do Whitehead Institute, nos Estados Unidos, apresentaram uma nova maneira de modelar tumores de neuroblastoma humano em ratos usando quimeras – neste caso, animais que foram modificados para ter células humanas em partes do seu sistema nervoso.
“Acreditamos ter conseguido desenvolver um modelo único com o qual podemos estudar a dinâmica das células imunes nos tumores humanos”, disse Malkiel Cohen, principal autor do estudo.
O neuroblastoma é uma forma rara e imprevisível de cancro infantil que afeta cerca de 800 crianças todos os anos, só nos Estados Unidos.
Os tumores de neuroblastoma geralmente ocorrem em partes do sistema nervoso simpático, que inclui os nervos que correm paralelos à medula espinhal e à medula adrenal, parte das glândulas que produzem hormonas como a adrenalina.
O neuroblastoma é notoriamente difícil de estudar principalmente por causa de seu comportamento díspar: em bebés, os tumores geralmente diminuem de tamanho espontaneamente, mas em crianças pequenas são altamente agressivos e frequentemente fatais.
“Digamos que ‘as sementes do cancro’ são plantadas durante a vida fetal. E isso é uma das principais razoes pelas quais, obviamente, não conseguimos estudar o desenvolvimento destes tumores em humanos”, explicou Rani George, coautor do estudo e pediatra no Dana-Farber Cancer Institute e no Boston Children’s Hospital.
Até agora, os investigadores também não tinham muitas maneiras realistas de estudar tumores de neuroblastoma em modelos animais; uma das opções era criar ratos transgénicos com genes causadores de cancro, mas os tumores resultantes eram tumores de ratos e não de humanos, o que implica algumas diferenças significativas.
Outro método envolvia recolocar células tumorais humanas em animais – um processo chamado xenotransplante – mas que só funcionava em ratos com um sistema imunitário comprometido e não permitia que os cientistas estudassem de que forma os tumores se formavam, em primeiro lugar, ou de que forma interagiam com um sistema imunitário totalmente funcional.
Quimeras humano-rato foram usadas no passado para estudar a doença de Alzheimer e o desenvolvimento do cérebro.
Há vários anos que a equipa do estudo trabalha para criar ratos quiméricos com células humanas na crista neural – o grupo de células em desenvolvimento que formam partes do sistema nervoso simpático.
“Neste estudo, esperávamos usar estes ratos com células da crista neural humana para estudar como os tumores de neuroblastoma se formam e respondem a ataques do sistema imunitário”.
Para criar esses ratos quiméricos, os investigadores projetaram primeiro as células estaminais pluripotentes humanas para expressar dois genes conhecidos por serem anómalos no neuroblastoma, o MYCN e o ALK mutado, e modificaram-nas para que que estas se tornassem em células da crista neural, das quais derivam os neuroblastomas humanos.
Os genes poderiam ser ligados e desligados com a adição de doxiciclina, um antibiótico. Os cientistas também inseriram o gene da eGFP, uma proteína fluorescente brilhante originalmente isolada de água-viva; isso permitiu à equipa dizer se as células se estavam a espalhar corretamente pelos corpos dos ratos e fez com que os tumores originários dessas células humanas fossem luminosos sob luz fluorescente.
Os investigadores injetaram embriões de ratos com essas células e assistiram ao desenvolvimento embrionário, enquanto as células proliferavam e os tecidos humanos se infiltravam no sistema nervoso periférico em desenvolvimento dos animais.
Para ativarem os dois genes causadores de cancro, os cientistas aumentaram a água das fêmeas grávidas com doxiciclina e, nos dias seguintes, no útero – e nas semanas e meses após o nascimento dos filhotes – os cientistas inspecionaram as quimeras para ver se os tumores iriam ocorrer.
Nos 15 meses seguintes, 14% dos ratos desenvolveram tumores – 29 de um total de 198.
Os tumores apareceram principalmente no espaço atrás da cavidade abdominal, próximo aos nervos ao longo da medula espinhal, embora um rato tenha desenvolvido um tumor na glândula adrenal. Ambos os locais são lugares comuns para crianças humanas desenvolverem neuroblastoma.
Os cientistas recolheram amostras dos tumores e descobriram que eles continham a proteína brilhante eGFP, que confirmou que eles eram de origem humana.
Quando a equipa examinou os padrões de crescimento das células cancerígenas, descobriu que os tumores eram notavelmente semelhantes aos neuroblastomas humanos: continham marcadores celulares típicos de tumores humanos e alguns cresciam em formas caraterísticas de rosetas – caraterísticas que não costumavam aparecer em tumores implantados em ratos imunocomprometidos através de xenotransplante.
Tendo induzido com sucesso tumores de neuroblastoma em ratos quiméricos, os cientistas aproveitaram a oportunidade para examinar a comunicação entre células imunes e tumores – e, especificamente, como os tumores escaparam à destruição por células imunes anticancerígenas, as chamadas células T.
Um fator que torna perigosos os neuroblastomas humanos e muitos outros cancros é a sua sofisticada estratégia para evitar serem destruídos pelas células T.
“O cancro ‘engana’ o sistema imunitário”, explicam os cientistas.
Ao ativar sinais químicos que esgotam as células T, os tumores enfraquecem efetivamente o seu ataque. Os cientistas descobriram que os tumores nos ratos quiméricos usam um método semelhante aos neuroblastomas humanos para evitar respostas imunes.
“O próximo passo é estudar como o tratamento destes tumores permitirá que estes ratos quiméricos fiquem curados. Este é um modelo que nos permitirá abordar não apenas como curarmos o tumor, mas também como rearranjar o sistema imunitário e recuperar as células T exauridas, permitindo que combatam e eliminem o tumor”.
Fonte: Medical Xpress
