Bactéria oral comum promove atividade associada à progressão tumoral em células cancerosas pancreáticas

Bactéria oral comum promove atividade associada à progressão tumoral em células cancerosas pancreáticas

Pesquisadores da Virginia Tech do Departamento de Engenharia Biomédica e Mecânica e do Departamento de Bioquímica descobriram uma característica de uma bactéria oral comum que se transloca para tumores de câncer de pâncreas que pode ajudar em futuras intervenções terapêuticas para tratamento. A bactéria Fusobacterium nucleatum pode desempenhar um papel fundamental na forma agressiva como o câncer cresce e se espalha por todo o corpo.

O câncer de pâncreas é a terceira principal causa de morte relacionada ao câncer nos Estados Unidos. Uma forma particularmente agressiva de câncer de pâncreas, o adenocarcinoma ductal pancreático, tem uma expectativa de sobrevivência inferior a seis meses.

Várias características complicam o tratamento da doença, incluindo a sua capacidade de suprimir o sistema imunitário e a sua localização e estrutura complexas, o que dificulta a administração da cirurgia e da quimioterapia.

Scott Verbridge, professor associado de engenharia biomédica e mecânica, e Barath Udayasuryan Ph.D. '22, formado pela Escola de Engenharia e Ciências Biomédicas da Virginia Tech-Wake Forest University, conduziu pesquisas sobre uma bactéria encontrada, entre outras coisas, em tumores de câncer de pâncreas. Mais importante ainda, eles descobriram maneiras pelas quais a bactéria pode influenciar diretamente a progressão do câncer e a resistência aos tratamentos quimioterápicos.

Esses resultados são apresentados na edição de 18 de outubro da Science Signaling.

Daniel J. Slade, professor associado de bioquímica e especialista líder em micróbios no câncer e suas interações bioquímicas com o microambiente tumoral, também trabalhou com Verbridge e Udayasuryan.

O Laboratório Integrativo de Ecologia Tumoral de Verbridge colabora com a equipe de Slade na pesquisa do câncer há anos. Juntos, fizeram descobertas sobre o papel de um micróbio específico, F. nucleatum, na promoção da migração de células cancerígenas, particularmente no cancro do cólon.

Como este micróbio é uma bactéria oral comum, tem sido frequentemente estudado em relação a doenças bucais, como periodontite e gengivite. No entanto, pouco se sabia sobre como o micróbio entra e se adapta aos microambientes tumorais, aumentando assim a agressividade dos tumores cancerígenos. Outras pesquisas sobre o câncer confirmaram a presença do micróbio no câncer de pâncreas, levando Verbridge e sua equipe a se perguntarem se essa bactéria também poderia ativar a migração tumoral no pâncreas.

“O microbioma tumoral pode influenciar a progressão do câncer, então nosso objetivo é compreender melhor o papel dessas bactérias no câncer”, disse Udayasuryan, que foi nomeado aluno de doutorado excepcional em 2022 na Faculdade de Engenharia da Virginia Tech Graduate School. "Foi apenas no início de 2022 que o microbioma tumoral foi abertamente reconhecido como uma marca registrada do câncer. A biologia do câncer e a biologia da infecção têm sido normalmente vistas como campos de estudo separados, mas a recente fusão dos dois campos está revelando insights fundamentais sobre a progressão do câncer. Nosso foco é estar na vanguarda deste paradigma emergente, e estamos na vanguarda da pesquisa e olhando para coisas que ainda estão por vir, ninguém ainda tinha antes."

Na primeira análise da migração de células cancerosas pancreáticas infectadas, os investigadores encontraram um obstáculo inesperado: descobriram que o número de células que migraram era difícil de quantificar porque o número total parecia exceder drasticamente a população de células que esperavam no sistema. Usando modelos de tumor em um chip in vitro, Verbridge e sua equipe confirmaram que esse micróbio pode se ligar e invadir células cancerosas pancreáticas, que então secretam moléculas que estimulam o crescimento acelerado de células cancerígenas. Esta descoberta explicou por que a equipe viu muito mais células do que o esperado em seus experimentos. Também permitiu identificar um aumento na migração de células infectadas.

Em outra descoberta importante, eles descobriram que o micróbio pode infectar células normais do tecido pancreático não tumorais. Nas suas experiências, quando uma célula normal foi infectada, ela continuou a crescer normalmente; No entanto, a sua presença estimulou as células cancerígenas próximas a crescerem e se espalharem mais rapidamente.

Esta nova descoberta expande as ideias atuais sobre células não cancerosas dentro e ao redor das células tumorais e como o câncer se espalha de forma tão agressiva. Qualquer célula infectada pelo micróbio poderia ser potencialmente mais susceptível ao crescimento cancerígeno numa data posterior ou ainda mais susceptível à metástase, que é a forma como a maioria dos cancros mata os seus hospedeiros.

Armados com uma compreensão de como as bactérias nos tumores influenciam o crescimento e a propagação do cancro, os cientistas poderiam desenvolver tratamentos de quimioterapia ou imunoterapia mais eficazes. Estes resultados também podem ajudar a desenvolver ferramentas de diagnóstico e prognóstico para detectar o cancro mais cedo.

Embora tenhamos demonstrado que F. nucleatum é capaz de impulsionar a proliferação e migração de células cancerígenas pancreáticas, ainda não sabemos até que ponto estes resultados se traduzem em sistemas vivos ou pacientes humanos. Estes próximos passos serão um trabalho futuro importante que poderá, em última análise, mostrar-nos se este conhecimento poderá levar a terapias mais eficazes, adaptadas aos componentes do microbioma do próprio paciente.”

Scott Verbridge, professor associado de engenharia biomédica e mecânica

“As interações hospedeiro-microbioma são complexas porque muitos residentes bacterianos realmente apoiam a saúde humana e demonstraram melhorar a eficácia dos tratamentos contra o câncer”, disse Verbridge, que ganhou o Prêmio Reitor de Engenharia de Pesquisa em 2020. “Isso torna minha pesquisa muito complexa e significativa”, disse Verbridge. “Ainda há muitas perguntas e, à medida que procuramos respostas, devemos ter cuidado sobre como podemos tentar eliminar os bugs nocivos que podem partilhar semelhanças com os seus parentes mais úteis.”

Fonte:

Virgínia Tecnologia

Referência:

Udayasuryan, B., et al. (2022) Fusobacterium nucleatum induz proliferação e migração em células de câncer pancreático por meio de sinalização autócrina e parácrina do hospedeiro. Sinalização científica. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

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