Novos insights sobre o câncer de fígado usando organoides

Cientistas do Centro Princess Máxima para oncologia pediátrica e do Instituto Hubrecht, na Holanda, revelaram novas percepções científicas sobre as características do carcinoma fibrolamelar (FLC), um tipo raro de câncer de fígado infantil.

Suas descobertas, publicadas hoje na Natureza Comunicações, pode ajudar no desenvolvimento de novas terapias medicamentosas no futuro. Mini órgãos e o sistema de ‘tesoura molecular’ CRISPR-Cas9, permitiram aos pesquisadores entender melhor biologia do tumor e as consequências biológicas de diferentes alterações no DNA. Ele também descobriu a provável célula de origem de um dos FLC tumor tipos.

O carcinoma fibrolamelar (FLC) é um tipo de câncer de fígado que afeta principalmente adolescentes e adultos jovens. Afetando uma em cada 5 milhões de pessoas por ano, o carcinoma fibrolamelar certamente pode ser chamado de raro. A taxa de sobrevivência ainda é baixa. Para mudar isso, novas formas de tratamento são altamente necessárias.

Novos modelos de organoides humanos

Dra. Benedetta Artegiani, líder do grupo de pesquisa do Centro Princesa Máxima para oncologia pediátrica, e Dr. Delilah Hendriks, pesquisador do Instituto Hubrecht, co-liderou um novo estudo sobre o carcinoma fibrolamelar usando tecnologias inovadoras. Isso permitiu aos pesquisadores entender melhor as diferentes consequências biológicas das diferentes mutações encontradas no FLC e estudar a biologia dos tumores. Esta nova informação é necessária para entender por que os tumores surgem e para identificar possíveis alvos para melhores tratamentos para a doença.

Artegiani diz: “Usamos organoides de fígado humano saudável, mini-fígados cultivados em laboratório, em nossa pesquisa. Desenvolvemos uma série de organoides, todos com diferentes alterações de DNA, mutações, que já haviam sido associadas ao FLC. Mudamos o código genético background dos organoides usando a técnica de modificação de DNA CRISPR-Cas9, que funciona como uma ‘tesoura molecular’. Devido à sua raridade, não há muitos tecidos tumorais disponíveis para pesquisa. Graças a esta técnica, pudemos estudar este tipo de tumor.”

Diferentes mutações genéticas estão subjacentes a diferentes graus de agressividade

Artegiani e Hendriks construíram os modelos de organoides do fígado modificando a proteína quinase A (PKA) usando CRISPR-Cas9. A PKA é uma proteína de sinalização complexa, capaz de ligar ou desligar outras proteínas. Essa ‘troca de proteína’ é composta de diferentes unidades, cada uma delas codificada por um gene diferente. A alteração da função das diferentes unidades por meio de alterações genéticas parece ser crucial para o surgimento da FLC.

Os organoides continham o chamado gene de fusão mutante DNAJB1-PRKACA. Esta alteração de DNA é muito frequentemente encontrada em tumores FLC. Hendriks diz: “Ao reconstruir essa mutação nos organoides, vimos que ela realmente é capaz de espelhar várias características dos tumores que vemos em pacientes com FLC. No entanto, essa única mutação causou um efeito bastante moderado no comportamento celular e molecular geral das células do fígado”.

A situação mudou completamente quando eles introduziram outro conjunto de alterações no DNA, também encontradas em pacientes com FLC. Artegiani diz: “Este segundo fundo não só contém uma mutação em um dos genes PKA, PRKAR2A, mas também em um gene adicional chamado BAP1. Neste caso, os organoides apresentaram características típicas de um câncer agressivo. Isso sugere que FLC genética diferente antecedentes levam a diferentes graus de agressividade tumoral.”

Além disso, o efeito de transformação bastante aprimorado causado pelas alterações no DNA de BAP1 e PRKAR2A permite que as células se adaptem a diferentes ambientes. Isso possivelmente explica o crescimento descontrolado de células durante a formação do tumor FLC.

Os pesquisadores concluíram que, embora as mutações nos genes PKA sejam cruciais, elas podem não ser suficientes para o desenvolvimento de FLC. Hendriks diz: “Estas descobertas abrem a possibilidade de procurar outros fatores que ocorrem juntamente com mutações PKA em tumores FLC. Isso pode ser potencialmente explorado para possíveis terapias futuras para esta forma de câncer infantil”.

Desvendando a célula de origem no carcinoma fibrolamelar

Para poder desenvolver novas terapias, também é essencial entender a biologia do próprio câncer. Um dos primeiros passos é entender de qual tipo celular o câncer se origina: a célula-de-origem. Compreender a importância de falhas genéticas específicas no início do FLC e da célula original pode ser crucial para entender como o tumor pode se comportar mais tarde.

No entanto, durante o estudo, isso se tornou particularmente difícil para FLC. “A principal causa é que esses tumores apresentam características tanto de hepatócitos quanto de células ductais, as duas células mais importantes do fígado. Nossos organoides mostraram que a cooperação de PRKAR2A e BAP1 transformou um hepatócito originalmente saudável em uma célula ductal, com aumento de células-tronco cancerígenas características celulares”, diz Artegiani.

“Essa transformação de um tipo de célula em outro é chamada de transdiferenciação. Esse é um fenômeno particularmente interessante que pode acontecer em vários tumores e torna particularmente difícil a identificação da célula de origem. No entanto, com o uso de nossos modelos, fomos capazes de descobrir os hepatócitos como a provável célula de origem.”

Ao todo, este estudo avança muito na compreensão do FLC e abre caminho para novas pesquisas sobre como tratar melhor esse tipo raro de câncer. Os insights sobre defeitos genéticos podem potencialmente levar a novas terapias para crianças com esta doença. E entender a importância de falhas genéticas específicas no início da FLC também pode ajudar no futuro a entender melhor a heterogeneidade do tumor e a resposta entre os pacientes.

Oferecido pelo Centro de Oncologia Pediátrica Princesa Máxima