Cercetătorii de la Baylor au dezvoltat metoda SAMENT pentru cartografierea țesuturilor tumorale metastatice
Cercetătorii de la Baylor College of Medicine și instituții colaboratoare au dezvoltat o metodă care dezvăluie compoziția celulară a țesuturilor ce susțin creșterea cancerului metastatic, principalul motiv de deces pentru majoritatea pacienților cu tumori solide.
Metoda a scos la iveală nu doar caracteristici celulare comune ale nișelor metastatice din mai multe modele de cancer, ci a descoperit și un factor neașteptat care contribuie la suprimarea imunității în metastazele osoase. Studiul a fost publicat în revista Cell.
Pe măsură ce tumorile progresează, celulele canceroase părăsesc locul inițial și se răspândesc sau metastazizează către alte organe, unde generează noi tumori.
Dr. Xiang Zhang, autor corespunzător și profesor de biologie moleculară și celulară la Baylor, a declarat: „Laboratorul nostru este interesat să înțeleagă mai bine ce caracteristici celulare și moleculare susțin metastaza, deoarece acestea ar putea ghida dezvoltarea unor terapii pentru a le preveni, încetini sau elimina. În studiul actual, am dezvoltat o nouă metodă pentru a identifica compoziția nișelor metastatice.”
În timpul metastazei, celulele canceroase interacționează constant cu alte celule normale din organism, iar aceste interacțiuni afectează comportamentul, destinul și chiar răspunsul la terapii al celulelor. „Metoda noastră ne-a permis să identificăm celulele specifice întâlnite de celulele canceroase în timpul metastazei”, a spus co-autorul principal Fengshuo Liu, student la programul de Biologie a Cancerului și Celulelor, care lucrează în laboratorul lui Zhang. „Metoda, denumită Sortase A–Based Microenvironment Niche Tagging (SAMENT), marchează selectiv celulele normale care intră în contact direct cu celulele canceroase.”
SAMENT a relevat că microambientele pro-metastatice din multiple modele de cancer studiate, incluzând oasele, plămânii, ficatul și creierul, împărtășesc caracteristici comune, cum ar fi o abundență de celule imune denumite macrofage și o lipsă sau absență de celule T imune, care de obicei ajută la combaterea tumorilor.
„Metastazele osoase s-au evidențiat”, a spus Liu. „Am fost surprinși să descoperim că macrofagele din jurul celulelor canceroase în metastazele osoase activau o proteină numită receptorul pentru estrogen alfa (ERα). Această proteină este cunoscută în principal pentru rolul său în cancerul de sân sensibil la hormoni, dar este mult mai puțin studiată în macrofage sau în alte celule imune.”
Macrofagele cu semnalizare activă ERα nu au fost detectate în osul normal sau în tumorile primare din alte țesuturi. Macrofagele active ERα au fost, de asemenea, prezente în mostrele de metastaze osoase umane de la pacienți cu cancere de sân, plămân și rinichi, inclusiv pacienți de sex masculin. Aceasta a arătat că această descoperire nu este limitată la un singur tip de cancer sau la femei.
Cercetătorii au investigat, de asemenea, cum celulele canceroase transformă macrofagele, care de obicei ar lupta împotriva cancerului, în aliații lor. Celulele canceroase livrează molecule mici denumite acizi grași către macrofage, probabil prin particule minuscule cunoscute sub numele de vezicule extracelulare. Acești acizi grași activează o cale metabolică în macrofage care activează semnalizarea ERα.
Odată ce ERα este activ, macrofagele devin imunoinhibitoare – în loc să ajute sistemul imunitar să atace cancerul, ele formează o barieră care blochează fizic și chimic celulele T de a ajunge la celulele tumorale. Macrofagele active ERα acționează ca niște gardieni pentru cancerul metastatic în os.
„Pentru a testa dacă ERα în macrofage poate conduce la metastaze osoase, am eliminat genetic gena ERα specific din macrofage la șoareci”, a spus Liu. „Ca rezultat, celulele canceroase au fost mult mai puțin capabile să coloneze osul în multiple modele de cancer. Tumorile au crescut mai lent, iar metastazele în alte organe care apar adesea din tumorile osoase au fost, de asemenea, reduse. Este important de menționat că eliminarea ERα din macrofage nu a afectat sănătatea normală a osului – structura și remodelarea osului au rămas intacte.”
„Când ERα din macrofage a fost eliminat genetic sau când șoarecii au fost tratați cu fulvestrant, un medicament anticancer aprobat de FDA care degradează receptorii de estrogen, celulele T au putut să intre în leziunile metastatice din os și să distrugă celulele tumorale”, a declarat Zhang. „Descoperirile noastre susțin realizarea unor viitoare studii clinice umane pentru a evalua valoarea terapiilor care blochează estrogenul, combinate cu alte terapii pentru a trata metastazele osoase din multiple tipuri de cancer, atât la femei, cât și la bărbați.”
