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A pesquisa com mosca-das-frutas pode ajudar a melhorar a sobrevivência de pacientes com câncer?

A pesquisa com mosca-das-frutas pode ajudar a melhorar a sobrevivência de pacientes com câncer?

Os cientistas não sabem realmente o que mata muitos pacientes com câncer, mas a pesquisa com a mosca-da-fruta pode fornecer respostas. Ao seguir moscas com tumores até o ponto de morte, os pesquisadores descobriram produtos químicos produzidos por tumores que encurtam a expectativa de vida além dos danos causados ​​localmente a órgãos críticos. Isso sugere uma nova estratégia para estender uma expectativa de vida saudável em pessoas com câncer: bloquear os produtos químicos gerados pelo tumor e os danos que eles causam.

Mosca de fruta (imagem conservada em estoque).
Crédito: © ARIF_Vector / stock.adobe.com

A experiência de uma mosca da fruta morrendo de câncer pode parecer muito diferente da de um humano com um tumor que ameaça a vida, mas os pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley, estão encontrando semelhanças entre as duas que podem levar a maneiras de prolongar a vida do câncer pacientes.

A pesquisa com a mosca da fruta já está apontando para uma nova estratégia anticâncer distinta do objetivo convencional de destruir o tumor ou as células cancerosas. Em vez disso, a pesquisa sugere, lançar um ataque contra os produtos químicos destrutivos que o câncer está liberando poderia aumentar as taxas de sobrevivência e melhorar a saúde dos pacientes.

"É uma maneira realmente complementar de pensar sobre terapia", disse David Bilder, professor de biologia molecular e celular da UC Berkeley. "Você está tentando ajudar o hospedeiro a lidar com os efeitos do tumor, em vez de matar o tumor em si."

Jung Kim, um pós-doutorado no laboratório de Bilder, descobriu recentemente que os tumores nas moscas das frutas liberam uma substância química que compromete a barreira entre a corrente sanguínea e o cérebro, permitindo que os dois ambientes se misturem - uma receita para o desastre em várias doenças, incluindo infecção, trauma e até obesidade. Em colaboração com os laboratórios dos professores da UC Berkeley David Raulet e Kaoru Saijo, Kim e Bilder subsequentemente demonstraram que tumores em camundongos que liberam a mesma substância química, uma citocina chamada interleucina-6 (IL-6), também tornam a barreira hematoencefálica com vazamento .

Mais importante, eles foram capazes de estender a vida de moscas-das-frutas e camundongos com tumores malignos, bloqueando o efeito da citocina na barreira.

"A citocina IL-6 é conhecida por causar inflamação. A novidade aqui é que essa inflamação induzida por tumor está, na verdade, causando a abertura da barreira hematoencefálica. Se interferirmos nesse processo de abertura, mas deixarmos o tumor em paz, o hospedeiro poderá viver significativamente mais e mais saudável com a mesma carga tumoral ", disse Bilder.

A IL-6 desempenha outras funções importantes no corpo, portanto, para beneficiar os pacientes com câncer, os cientistas teriam que encontrar uma droga que bloqueie sua ação na barreira hematoencefálica sem alterar seus efeitos em outros lugares. Mas tal medicamento pode potencialmente estender o tempo de vida e de saúde de pacientes humanos com câncer, disse ele.

Seis anos atrás, a equipe de Bilder descobriu que tumores em moscas de fruta também liberam uma substância que bloqueia os efeitos da insulina, fornecendo uma explicação potencial para a perda de tecido chamada caquexia, que mata um quinto de todos os pacientes com câncer. Esse trabalho agora está sendo explorado por vários laboratórios em todo o mundo.

Uma vantagem de ajudar o hospedeiro a afastar os efeitos do tumor em tecidos distantes do local do tumor é que isso poderia reduzir ou mesmo eliminar a necessidade de drogas tóxicas normalmente usadas para controlar tumores. Esses medicamentos também prejudicam o paciente, matando tanto as células saudáveis ​​quanto as cancerígenas.

Além desses efeitos colaterais, alvejar células tumorais "também seleciona para resistência no tumor, porque o tumor tem variabilidade genética - surge um clone resistente a medicamentos que irá causar recorrência do câncer", disse ele. "Mas se você pudesse atingir as células hospedeiras, elas têm um genoma estável e não vão ganhar resistência a essas drogas. Esse é o nosso objetivo: entender as maneiras como o tumor está afetando o hospedeiro e atacar o lado do hospedeiro do tumor- diálogo anfitrião. "

Bilder e seus colegas publicaram seu trabalho sobre a interrupção da barreira hematoencefálica por IL-6 na semana passada na revista Developmental Cell , e ele foi o autor de uma revisão do impacto que a pesquisa com a mosca da fruta teve na compreensão das interações tumor-hospedeiro que foi publicada pela última vez mês na revista Nature Reviews Cancer . Seu trabalho de caquexia apareceu em 2015 na Developmental Cell .

O que realmente mata pacientes com câncer?

De acordo com o Bilder, os cientistas ainda não têm certeza sobre o que causa a morte de muitos pacientes com câncer. O câncer de fígado, por exemplo, destrói claramente a função de um órgão essencial à vida. No entanto, outros órgãos, como a pele ou os ovários, são menos críticos, embora as pessoas morram de câncer nesses locais também, às vezes muito rapidamente. E embora os cânceres muitas vezes metastatizem para outros órgãos - falência de múltiplos órgãos é uma das principais causas de morte por câncer listadas pelos médicos - Bilder questiona se essa é a história toda.

"Muitos cânceres humanos são metastáticos, mas isso não muda a questão básica: por que o câncer mata?" ele disse. "Se o seu tumor metastatizou para o pulmão, você está morrendo por causa de insuficiência pulmonar ou está morrendo de outra coisa?"

Por isso, ele trabalha com tumores não metastáticos implantados em moscas-das-frutas e camundongos e busca efeitos sistêmicos, não apenas os efeitos no próprio órgão que contém o tumor.

Um efeito sistêmico do câncer é a caquexia, a incapacidade de manter o peso, que leva à perda de massa muscular mesmo quando o paciente está recebendo nutrição intravenosa. Enquanto Bilder descobriu uma possível razão para isso - o câncer libera uma substância química que impede a insulina de armazenar energia no corpo - outros cientistas descobriram outras substâncias liberadas pelo câncer que também podem ser responsáveis ​​pela perda de tecido.

Assim como a caquexia, as violações na barreira hematoencefálica podem ser outro efeito de longa distância dos tumores. No novo estudo, os pesquisadores descobriram que o bloqueio da atividade da IL-6 na barreira hematoencefálica aumentou em 45% o tempo de vida das moscas com câncer. Camundongos de laboratório devem ser sacrificados antes de sofrer e morrer de câncer experimental, mas a equipe descobriu que após 21 dias, 75% dos camundongos portadores de câncer tratados com um bloqueador do receptor de IL-6 estavam vivos, contra apenas 25% dos camundongos com câncer não tratados .

"Não é apenas a quebra da barreira hematoencefálica que está matando os animais", disse Bilder. "As moscas podem viver por três ou quatro semanas com uma barreira hematoencefálica com vazamento, ao passo que, se tiverem um tumor, morrem quase imediatamente quando a barreira é comprometida. Portanto, pensamos que o tumor está causando outra coisa. Talvez é colocar algo em circulação que então atravessa a barreira quebrada, embora também possa ser algo que está indo para o outro lado, do cérebro para o sangue. "

Bilder descobriu outras substâncias químicas produzidas pelo câncer em moscas que ele relacionou ao edema - inchaço devido à retenção de líquidos em excesso - e ao excesso de coagulação do sangue, o que leva ao bloqueio das veias. Ambas as condições freqüentemente acompanham o câncer. Outros pesquisadores descobriram substâncias químicas em moscas produzidas por tumores ligadas à anorexia - a perda de apetite - e à disfunção imunológica, que também são sintomas de muitos tipos de câncer.

Bilder disse que estudar o câncer em moscas-das-frutas oferece várias vantagens sobre os modelos de câncer em outros animais, como camundongos e ratos. Por um lado, os pesquisadores podem acompanhar as moscas até o momento da morte, a fim de determinar o que realmente causa a mortalidade. As preocupações éticas impedem os pesquisadores de permitir que os vertebrados sofram, então os animais de pesquisa são sacrificados antes de morrerem naturalmente, impedindo um entendimento completo da causa final da morte. Para esses animais, o tamanho do tumor é usado como um substituto para avaliar a chance de sobrevivência de um animal.

"Estamos extremamente entusiasmados com o potencial de olhar diretamente para a sobrevivência e longevidade", disse ele. "Achamos que este é um ponto cego real que não permitiu aos cientistas responder às perguntas sobre como o tumor está realmente matando fora de seu crescimento local. Isso não quer dizer que o tamanho do tumor seja enganoso, mas as moscas da fruta nos fornecem uma forma complementar de olhar o que o câncer está fazendo. "

E enquanto a maioria dos estudos de câncer em roedores envolvem apenas algumas dezenas de animais, os experimentos com mosca-das-frutas podem envolver centenas de indivíduos, o que melhora a significância estatística dos resultados. As moscas da fruta também se reproduzem rapidamente e têm vida natural curta, permitindo estudos mais rápidos.

Bilder reconhece que as moscas da fruta e os humanos são parentes apenas distantes, mas, no passado, essas moscas - Drosophila melanogaster - desempenharam um papel fundamental na compreensão dos fatores de crescimento tumoral e oncogenes. As moscas da fruta agora também podem ser fundamentais para a compreensão dos efeitos sistêmicos do câncer.

"As moscas não apenas podem ter tumores que se assemelham a tumores humanos, que descrevemos há 20 anos, mas agora estamos vendo que a resposta do hospedeiro tem semelhanças notáveis ​​em caquexia, coagulopatias, resposta imunológica, produção de citocinas, todas essas coisas", ele disse. "Acho que (a resposta tumor-hospedeiro em moscas-das-frutas) é uma área super-rica. Nossa esperança é chamar a atenção para o campo e atrair outras pessoas para trabalhar nele, tanto da perspectiva da mosca quanto da biologia do câncer e da perspectiva clínica . "

Os co-autores do novo artigo incluem o pós-doutorado da UC Berkeley Hsiu-Chun Chuang, a estudante de graduação Natalie Wolf e o ex-aluno de doutorado Christopher Nicolai. O trabalho foi apoiado pelo National Institutes of Health (GM090150, GM130388, AI113041, HD092093).

Fonte da história:

Materiais fornecidos pela University of California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.

Referências de periódicos :

  1. Jung Kim, Hsiu-Chun Chuang, Natalie K. Wolf, Christopher J. Nicolai, David H. Raulet, Kaoru Saijo, David Bilder. A ruptura da barreira hematoencefálica induzida por tumor promove a morte do hospedeiro . Developmental Cell , 2021; DOI: 10.1016 / j.devcel.2021.08.010
  2. David Bilder, Katy Ong, Tsai-Ching Hsi, Kavya Adiga, Jung Kim. Interações tumor-hospedeiro através das lentes de Drosophila . Nature Reviews Cancer , 2021; DOI: 10.1038 / s41568-021-00387-5
  3. Alejandra Figueroa-Clarevega, David Bilder. Tumores malignos de Drosophila interrompem a sinalização de insulina para induzir perda semelhante à caquexia . Developmental Cell , 2015; 33 (1): 47 DOI: 10.1016 / j.devcel.2015.03.001

Cite esta página :

Universidade da California, Berkeley. “A pesquisa com a mosca-da-fruta pode ajudar a melhorar a sobrevivência de pacientes com câncer? ScienceDaily. ScienceDaily, 16 de setembro de 2021. .

Universidade da California, Berkeley

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