Mapas espaciais do melanoma revelam como as células individuais interagem à medida que o câncer progride

O melanoma é um câncer um tanto incomum – que floresce diante de nossos olhos, muitas vezes na pele exposta ao sol, e pode rapidamente se tornar mortal, pois vira nossa própria pele contra nós e se espalha para outros órgãos.

Felizmente, quando detectado precocemente, o melanoma geralmente pode ser curado com cirurgia simples, e agora existem tratamentos melhores para casos avançados, incluindo imunoterapias que preparam o sistema imunológico do paciente para combater o câncer.

No entanto, muito permanece desconhecido sobre o melanoma, incluindo os detalhes de como ele se desenvolve nos estágios iniciais e como melhor identificar e tratar os casos iniciais mais perigosos.

Agora, uma equipe da Harvard Medical School (HMS) criou mapas espaciais no nível de uma única célula que revelam, em detalhes sem precedentes, como as células de melanoma e células próximas, incluindo células imunes, interagem à medida que um tumor se desenvolve.

Os mapas, descritos no estudo publicado na revista Cancer Discovery, oferecem nova compreensão sobre como as interações entre as células mudam à medida que o melanoma avança e como as células cancerígenas suprimem o sistema imunológico à medida que assumem o controle.

“O objetivo principal era entender os eventos iniciais no melanoma que levam ao desenvolvimento de um tumor”, disse o principal autor Ajit Nirmal, pesquisador da Harvard Medical School.

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A equipe da HMS está construindo os mapas em um atlas de melanoma que estará disponível gratuitamente para a comunidade científica como parte da Rede de Atlas de Tumores Humanos do Instituto Nacional do Câncer dos Estados Unidos. Eles esperam que, eventualmente, o atlas possa servir como um ponto de partida para os cientistas estudarem como prevenir o melanoma e como tratá-lo em seus estágios iniciais antes que se torne um câncer completo. O objetivo final desses esforços é ajudar os médicos a diagnosticar o melanoma e ajudá-los a prescrever tratamentos personalizados com base no perfil individual do tumor de cada paciente.

“Esta foi uma oportunidade para estudar o melanoma em seu início e coletar um recurso de informações que podemos compartilhar com a comunidade”, disse Sandro Santagata, professor associado de patologia da HMS no Brigham and Women's Hospital e co-autor sênior do artigo junto com Peter Sorger, professor de farmacologia de sistemas da HMS.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem a paisagem espacial da progressão e imunoedição no melanoma primário em resolução de célula única.

O melanoma cutâneo é uma neoplasia altamente imunogênica, curável cirurgicamente em estágios iniciais, mas com risco de vida quando metastático. Neste estudo, eles integraram imagens high-plex, microscopia 3D de alta resolução e transcriptômica de microrregião espacialmente resolvida para estudar a evasão imunológica e a imunoedição no melanoma primário.

Foi descoberto que as vizinhanças celulares recorrentes envolvendo células tumorais, imunes e estromais mudam significativamente ao longo de um eixo de progressão envolvendo estados precursores, melanoma in situ e tumor invasivo.

Marcas de imunossupressão já são detectáveis em regiões precursoras. Quando os tumores se tornam localmente invasivos, forma-se um ambiente supressivo consolidado e espacialmente restrito ao longo da fronteira tumor-estroma.

Esse ambiente é estabelecido por gradientes de citocinas que promovem a expressão de MHC-II e IDO1, e por contatos celulares mediados por PD1-PDL1 envolvendo macrófagos, células dendríticas e células T. A poucos milímetros de distância, células T citotóxicas fazem sinapse com células de melanoma em campos de regressão tumoral. Assim, a invasão e a imunoedição podem coexistir com poucos milímetros uma da outra em um único espécime.

“Conseguimos ver tudo, desde pele normal a lesões iniciais e melanoma invasivo, às vezes tudo em um pedaço de tecido”, disse Santagata. “Você acaba com este mapa de como o melanoma está se desenvolvendo bem na sua frente.”

Os mapas revelam o que Santagata descreve como “a batalha entre células tumorais e células imunes” que resulta no melanoma sucumbindo quando as células imunes são vitoriosas, e o melanoma progredindo quando as células tumorais vencem.

Especificamente, os mapas mostraram que nos estágios iniciais do melanoma, as chamadas lesões precursoras eram compostas por tipos e proporções de células semelhantes à pele normal, mas essas células tinham um padrão de interação drasticamente diferente, que incluía sinais de imunossupressão.

“Isso indica que provavelmente há algum nível de reestruturação no microambiente do tumor que poderia ajudar no desenvolvimento do tumor”, disse Nirmal.

Em conjunto, as descobertas demonstram que “esses ambientes locais envolvem muito mais interações físicas entre as células do que poderíamos imaginar”, disse Sorger. “As células estão, na verdade, em uma rede de comunicação incrivelmente densa.”

“As vizinhanças das células tumorais e as interações entre as células nos dizem como o tumor pode progredir, e essa é uma forma totalmente nova de biomarcador que não foi aplicada antes”, acrescentou Santagata. “Com esses novos mapas espaciais, temos a capacidade de vincular interações celulares com comportamento fisiológico e, eventualmente, resultados clínicos”.

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Fontes:
Cancer Discovery, publicação em 11 de abril de 2022.
Harvard Medical School, notícia publicada em 14 de abril de 2022.