Por Dra. Ana Magalhães, Investigadora de Cancro da Mama Metastático, no Advanced Breast Cancer Translational Laboratory, do Instituto Gulbenkian de Medicina Molecular.
A investigação em Cancro da Mama metastático continua e estes são os resultados mais recentes...
A corrente sanguínea desempenha um papel fundamental na disseminação das células de Cancro da Mama para outros órgãos, num processo denominado metastização. Para estudar este processo, desenvolvemos modelos que permitem recriar, em laboratório, a interação entre células tumorais e o tecido que reveste o interior dos vasos sanguíneos - o endotélio.
Para isso utilizamos sistemas de cultura de células "on a chip" que usa pequenos dispositivos microfluídos (chips) que permitem cultivar células humanas em condições que reproduzem algumas das características encontradas no organismo. No caso da nossa investigação, utilizamos estes sistemas para formar endotélios funcionais, sujeitos a fluxo controlado semelhante ao que ocorre naturalmente na circulação.
Imagem A: Representação do chip com dimensões dos canais
Imagem B: Fotografia do chip revelando os canais
Legenda: O chip é composto por Polydimethylsiloxane (PDMS) e colado em placas de petri com fundo de vidro. Nos canais 2 e 3 é inserida matriz extracelular que dá suporte à formação do endotélio, que pode ser colocado nos canais 1,3 e 5.
Estes modelos permitem observar diretamente como as células tumorais atravessam o endotélio para entrar no sangue, mas também como células endoteliais respondem a diferentes tipos de estímulos e agressões. Sendo assim, um dos objetivos da nossa investigação é desenvolver um sistema que permita testar tanto a eficácia de terapias anti-metastáticas, como a segurança dessas mesmas terapias ao nível de células endoteliais do nosso corpo.
Imagem C: Endotélio em 3D
Legenda: Imagem de microscopia de fluorescência de um canal endotelializado, permitindo ver que o canal é revestido por células endoteliais, a vermelho vêm-se proteínas de junção célula a célula e a branco os núcleos de cada célula endotelial.
Como muitos medicamentos anti-tumorais são administrado diretamente na circulação sanguínea, as células endotélio estão entre as primeiras a contactar com estes compostos.
Compreender como determinados tratamentos (já a ser utilizados ou em fase de desenvolvimento), afetam o endotélio ajudará a identificar precocemente efeitos adversos e a desenvolver estratégias que protejam a saúde dos doentes sem comprometer a eficácia do tratamento anti-tumoral.
Imagem D: Perfusão com bomba de seringas
Legenda: Sistema de perfusão com bombas de seringas de onde saem tubos que ligam aos canais endotelializados. As seringas injetam meio de cultura de células endoteliais com velocidade semelhante à do sangue na microvascultura.
O trabalho de investigação desenvolvido no último ano na nossa equipa, que deu origem a uma tese de mestrado, procurou criar uma plataforma capaz de avaliar de forma quantitativa o estado de saúde destes endotélios.
Para isso, otimizámos um método computacional de análise de imagens de microscopia que permite monitorizar a organização das células endoteliais e a integridade das estruturas que mantêm ligadas entre si. Estas ligações celulares são fundamentais para garantir a função de barreira do endotélio, evitando a passagem descontrolada de células e moléculas para os tecidos circundantes.
Imagem E: Microscopia das junções endoteliais
Legenda: Microscopia de fluorescência de uma monocamada endotelial num dos canais , permitindo observar as proteínas de adesão célula a célula que são responsáveis pela função de barreira do endotélio (VE- Caderina). Na imagem da esquerda é possível ver um endotélio intacto, enquanto que à direita a imagem mostra um endotélio com as junções comprometidas por ação de um reagente experimental.
A capacidade de medir estas alterações de forma objetiva constitui um passo importante para o desenvolvimento de ferramentas que permitam avaliar a toxidade vascular de novas terapias anti-tumorais.
O desenvolvimento de modelos experimentais que reproduzam com maior fidelidade a complexidade dos tecidos humanos é uma prioridade da investigação biomédica moderna.
No futuro, esperamos utilizar esta plataforma para estudar o impacto vascular de terapias atualmente utilizadas no tratamento do Cancro da Mama Metastático e de novos medicamentos em desenvolvimento. A longo prazo, esta abordagem poderá contribuir para identificar mecanismos de toxicidade, descobrir formas de proteger os vasos sanguíneos e apoiar o desenvolvimento de tratamentos simultaneamente mais eficazes e mais seguros.
Agradecimentos: Maria Faria, Carolina Morais, Diogo Coutinho, Karine Serre, Sérgio Dias e equipa de Bioimagem do GIMM.
Dra. Ana Magalhães, Investigadora de Cancro da Mama Metastático, no Advanced Breast Cancer Translational Laboratory, do Instituto Gulbenkian de Medicina Molecular.
Ana Magalhães é licenciada em Biologia pela Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. É doutorada em Biologia Celular pela mesma Universidade, tendo desenvolvido o trabalho experimental do seu doutoramento no Laboratory for Molecular Cell Biology University College London, no Reino Unido, e no Memorial Sloan Kettering Cancer Center, em Nova Iorque. A sua tese de doutoramento focou-se na regulação da polimerização do citoesqueleto de actina durante a divisão celular e a formação de junções epiteliais. estes processos celulares encontram-se desregulados na maioria dos tumores sólidos malignos.
Durante o seu trabalho de pós-doutoramento, desenvolveu investigação sobre a regulação da barreira endotelial e sobre o papel do colesterol sistémico no desenvolvimento da metástases. Atualmente, é investigadora no Advanced Breast Cancer Translational Laboratory do Instituto Gulbenkian de Medicina Molecular. A sua investigação atual procura compreender os mecanismos que regulam a entrada de células de cancro da mama na circulação sanguínea - um dos primeiros passos da metastização - com o objetivo de contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias para o prevenir.
Perguntas frequentes na investigação em Cancro da Mama Metastático |
A metastização é o processo pelo qual células tumorais se disseminam através da corrente sanguínea para outros órgãos. Compreender este mecanismo é fundamental para desenvolver tratamentos mais eficazes contra o Cancro da Mama Metastático.
São dispositivos microfluídicos que reproduzem, em laboratório, algumas condições do organismo humano, tais como, tamanho microfisiológico, tridimensionalidade e perfusão. Neste caso, estes sistemas permitem estudar a interação entre células tumorais e os vasos sanguíneos (bem como a saúde vascular) de forma mais realista do que os modelos de cultura de células tradicionais.
As células endoteliais revestem o interior dos vasos sanguíneos e estão entre as primeiras a contactar com terapias anti-tumorais. Avaliar a sua saúde ajuda a identificar efeitos adversos dos tratamentos.
Através de imagens de microscopia analisadas por ferramentas computacionais, que permitem avaliar a organização das células e a integridade das ligações entre elas.
Esta investigação poderá contribuir para o desenvolvimento de terapias contra o cancro que sejam não só mais eficazes, mas também mais seguras, reduzindo possíveis danos nos vasos sanguíneos e melhorando a qualidade de vida dos doentes.
