O glioblastoma é um tumor cerebral agressivo que reúne células com comportamentos muito diferentes. Ao examinar mais de 1 milhão de células de 12 pacientes, uma equipe internacional encontrou uma organização que se repetia de um tumor para outro. Nas bordas, predominavam células com características semelhantes às de células do cérebro em desenvolvimento. Mais para dentro, apareciam sinais associados à resposta a lesões e à falta de oxigênio. O achado ajuda a explicar como essa diversidade surge e aponta novas perguntas para o desenvolvimento de tratamentos.
Por que os cientistas precisaram saber onde cada célula estava
Uma amostra de glioblastoma pode conter células com alterações genéticas diferentes e células que, mesmo aparentadas, usam seus genes de formas distintas. Ao analisar um pedaço do tumor como um todo, os pesquisadores conseguem saber quais sinais moleculares estão presentes. Para entender como o tumor se organiza, também é preciso descobrir quais células produzem esses sinais e onde elas estão.
A equipe reuniu amostras de várias regiões dos tumores e combinou imagens do tecido com informações sobre o DNA e a atividade dos genes. Ferramentas de aprendizado de máquina ajudaram a cruzar esses dados. O resultado foi um atlas que permite examinar, ao mesmo tempo, o perfil molecular de uma célula, seu parentesco com outras células tumorais e a região do tumor em que ela foi encontrada.
Da borda invasiva ao centro com pouco oxigênio
Na borda, onde o glioblastoma avança sobre o tecido cerebral ao redor, os pesquisadores encontraram células que ativavam genes associados ao desenvolvimento do sistema nervoso. A análise indica que essas células podem dar origem a outros estados tumorais. Nesse contexto, um estado celular é um conjunto de características que pode mudar conforme a célula passa a usar outros genes e a responder a novos sinais do ambiente.
Em regiões mais internas, muitas células apresentavam sinais moleculares semelhantes aos que aparecem quando o cérebro reage a uma lesão. Perto do centro, tornavam-se mais comuns os sinais de hipóxia, condição em que o tecido recebe pouco oxigênio. Os pesquisadores também encontraram diferenças nas células do sistema imunológico presentes em cada região. Isso indica que as mudanças no tumor ocorrem em ambientes que oferecem condições e sinais diferentes às células cancerosas.
O padrão apareceu em tumores de pacientes diferentes e também em grupos de células com alterações genéticas distintas dentro do mesmo tumor. Para investigar se o mapa refletia uma sequência de mudanças ao longo do tempo, a equipe comparou o parentesco entre as células e usou modelos tridimensionais cultivados a partir de amostras de pacientes. Esses modelos, chamados organoides, ajudaram a testar a trajetória sugerida pelos dados.
O que faz uma célula do tumor mudar de estado
Em um segundo estudo, publicado na mesma edição da Nature, pesquisadores investigaram o que permite essas mudanças. Eles identificaram redes de reguladores que ativam ou reprimem conjuntos de genes. Algumas dessas redes favorecem a passagem para outro estado. Outras ajudam a manter as características que a célula já apresenta. Essa capacidade de mudar de comportamento é conhecida como plasticidade celular.
Os dois trabalhos ajudam a formular perguntas diferentes sobre o mesmo tumor. O atlas permite localizar as células que apresentam determinado comportamento. O estudo sobre plasticidade aponta quais processos ajudam a manter esse comportamento ou a modificá-lo. Juntos, eles dão aos pesquisadores uma maneira de investigar por que células geneticamente aparentadas podem se comportar de formas diferentes dentro do mesmo glioblastoma.
Como o mapa pode orientar futuros tratamentos
Uma das dificuldades do tratamento é que células do glioblastoma podem se infiltrar no tecido cerebral ao redor, o que dificulta sua remoção completa por cirurgia. O mapa levanta a possibilidade de estudar formas de atingir as células da borda invasiva ou de interferir nas transições que dão origem a outros estados tumorais. Também permite investigar se uma combinação de tratamentos conseguiria atingir células em regiões diferentes do mesmo tumor.
Essas possibilidades ainda precisam ser testadas. Para saber se bloquear uma transição faria diferença no tratamento, os cientistas terão de verificar se o tumor perde a capacidade de crescer ou se encontra outro caminho para continuar avançando. O atlas oferece um ponto de partida concreto para esse teste ao mostrar onde procurar as células e quais mudanças acompanhar.
