Os investigadores identificaram dois tipos de contratilidade celular que influenciam a propagação das células cancerígenas: uma que mantém os aglomerados de células através da tensão superficial dos tecidos e outra que permite que as células invadam os tecidos vizinhos. O seu estudo mostra que a interação entre estes modos de contratilidade é crucial para determinar se as células cancerosas podem se separar e tornar-se invasivas, aumentando potencialmente o risco de metástase. Crédito: SciTechDaily.com
A forma como as células cancerosas se movem umas contra as outras determina se elas podem migrar para outras partes do corpo.
Compreender como as células cancerígenas se espalham a partir de um tumor primário é importante por uma série de razões, incluindo a determinação da agressividade da própria doença. O movimento das células para a matriz extracelular (MEC) do tecido vizinho é um passo essencial na progressão do câncer que se correlaciona diretamente com o início da metástase.
Num artigo publicado hoje em Bioengenharia APLda AIP Publishing, uma equipe de pesquisadores da Alemanha e da Espanha usou um painel de linhas celulares de câncer de mama e explantes de tumores primários de pacientes com câncer de mama e colo do útero para examinar dois modos diferentes de contratilidade celular: um que gera tensão superficial coletiva no tecido que mantém os aglomerados de células compactos e outra contratilidade, mais direcional, que permite que as células se movam para dentro da MEC.
“Nós nos concentramos em dois parâmetros, a saber, a capacidade das células de puxar as fibras da MEC e gerar forças de tração e a capacidade de puxar umas às outras, gerando assim uma alta tensão superficial do tecido”, disse a autora Eliane Blauth. “Ligamos cada propriedade a diferentes mecanismos contráteis e perguntamos como eles estão ligados à fuga das células cancerígenas e à agressividade do tumor”.
Dois explantes malignos de tumor mulleriano misto em rede de colágeno. Ambos os pedaços de tumor aderiram à rede de colágeno e começaram a puxar as fibras de colágeno, o que provocou extensos deslocamentos e alinhamentos de colágeno, juntamente com o escape celular de células com uma contratilidade dominante baseada em fibras de estresse. A estrutura limite nítida e suave de ambas as peças indica ainda uma forte tensão superficial do tecido que dificulta o escape celular para células com contratilidade cortical dominante. Crédito: Steffen Grosser, Frank Sauer e Eliane Blauth
A equipe descobriu que células mais agressivas puxam mais fortemente a MEC do que a si mesmas, enquanto as células não invasivas puxam mais fortemente a si mesmas do que à MEC – e que os diferentes comportamentos de tração são atribuídos a diferentes estruturas do citoesqueleto de actina dentro das células. As células invasivas usam predominantemente fibras de estresse de actina – grossos feixes de actina que abrangem a célula – para gerar forças em seu entorno, enquanto as células não invasivas geram forças através de seu córtex de actina, uma rede fina diretamente sob a membrana celular.
O estudo mostrou que não é a magnitude global destes modos de contratilidade, mas a interação entre eles que determina o potencial de fuga de uma célula. Experimentos com células apenas moderadamente invasivas demonstraram que a força total que essas células geram nas fibras da MEC é comparável à das células não invasivas, mas elas ainda podem se separar e invadir a MEC, o que não é possível para células não invasivas.
“As células não invasivas ainda apresentam alta contratilidade cortical, mantendo-as unidas, enquanto as células moderadamente invasivas apresentam contratilidade cortical quase desaparecendo”, disse Blauth. “Portanto, não há muita coisa que os impeça, embora eles puxem muito mais fracamente as fibras da MEC.”
As medições da equipe com explantes de tumores vitais derivados de pacientes confirmaram suas descobertas nos experimentos com linhagens celulares. Aqui, o número de células com alta contratilidade cortical diminuiu durante a progressão do tumor.
“Isso indica ainda que a capacidade das células de se puxarem umas sobre as outras e se manterem agrupadas torna-se mais fraca à medida que o tumor cresce, aumentando potencialmente o risco de metástase”.
Referência: “Diferentes modos de contratilidade controlam o escape celular de esferóides multicelulares e explantes tumorais” por Eliane Blauth, Steffen Grosser, Frank Sauer, Mario Merkel, Hans Kubitschke, Enrico Warmt, Erik W. Morawetz, Philip Friedrich, Benjamin Wolf, Susanne Briest, Grit Gesine Ruth Hiller, Lars-Christian Horn, Bahriye Aktas e Josef A. Käs, 7 de maio de 2024, Bioengenharia APL.
DOI: 10.1063/5.0188186
