Alterações celulares microscópicas ligadas ao rápido crescimento do câncer em tecidos rígidos

Só em 2022, mais de 20 milhões de pessoas foram diagnosticadas com cancro e quase 10 milhões morreram da doença, segundo a Organização Mundial de Saúde. Embora o alcance do câncer seja enorme, a resposta para tratamentos mais eficazes pode estar escondida dentro de uma célula microscópica.

Liderado pelos estudantes de pós-graduação da Texas A&M University, Samere Zade, do departamento de engenharia biomédica, e Ting-Ching Wang, do departamento de engenharia química, um artigo divulgado pelo Lele Lab revelou novos detalhes sobre o mecanismo por trás da progressão do câncer.

Publicado em Comunicações da Naturezao artigo explora a influência que o enrijecimento mecânico do ambiente da célula tumoral pode ter na estrutura e função do núcleo.

“O câncer provou ser uma doença difícil de tratar. É extremamente complexo e os mecanismos moleculares que permitem a progressão do tumor não são compreendidos”, disse o Dr. Tanmay Lele, docente conjunto dos departamentos de engenharia biomédica e engenharia química. “Nossas descobertas lançam uma nova luz sobre como o enrijecimento do tecido tumoral pode promover a proliferação de células tumorais”.

No artigo, os investigadores revelam que quando uma célula se depara com um ambiente rígido, a lâmina nuclear – estrutura que ajuda o núcleo a manter a sua forma e estrutura – torna-se enrugada e tensa à medida que a célula se espalha na superfície rígida. Essa disseminação faz com que a proteína associada ao sim (YAP), a proteína que regula a multiplicação das células, se mova para o núcleo.

Essa localização pode causar aumento da proliferação celular, o que pode explicar o rápido crescimento das células cancerígenas em ambientes rígidos.

“A capacidade das matrizes rígidas de influenciar a tensão nuclear e regular a localização do YAP poderia ajudar a explicar como os tumores se tornam mais agressivos e talvez até resistentes ao tratamento em tecidos endurecidos”, disse Zade.

Estas descobertas baseiam-se na descoberta anterior de Lele de que o núcleo da célula se comporta como uma gota de líquido. Nesse trabalho, os pesquisadores descobriram que uma proteína na lâmina nuclear chamada lamina A/C ajuda a manter a tensão superficial do núcleo. No estudo mais recente, descobriu-se que a redução dos níveis de lamina A/C diminui a localização do YAP, diminuindo por sua vez a rápida proliferação celular.

“A proteína lamina A/C desempenha um papel fundamental aqui – reduzi-la tornou as células menos responsivas à rigidez ambiental, afetando particularmente a localização de uma proteína reguladora chave (YAP) no núcleo”, explicou Zade.

Embora aparentemente complexos e especializados, Zade e Lele acreditam que as implicações mais amplas da sua descoberta podem orientar futuros tratamentos para o cancro.

“Descobrir como a rigidez da matriz impulsiona mudanças nucleares e regula vias-chave, como a sinalização YAP, abre a porta para o desenvolvimento de terapias que visam essas vias mecânicas”, explicou Zade. “Drogas ou tratamentos poderiam ser projetados para suavizar o ambiente do tumor, interrompendo os sinais físicos que ajudam as células cancerígenas a prosperar. O Lamin A/C e a mecânica nuclear relacionada poderiam se tornar alvos para tratamentos de câncer.”

Seguindo em frente, o Lele Lab pretende investigar até que ponto as suas descobertas se aplicam a tumores derivados de pacientes.