O papel das bactérias no crescimento do cancro

Abordando esta lacuna na investigação, um estudo recente da revista Nature avaliou as interações espaciais, celulares e moleculares de hospedeiro-micróbios em carcinoma escamoso oral (OSCC) e cancro colorretal (CRC). Neste estudo, os cientistas mapearam interações celulares, espaciais e moleculares de hospedeiros- bactérias dentro da TME utilizando a sequenciação de ARN unicelular (scRNA-seq) e in situ-tecnologias de perfil espacial.

Fundo

Tipicamente, os tumores dos doentes com cancro compreendem células malignas rodeadas por uma rede composta de células não malignas. Estas células podem apresentar efeitos pró ou anti-tumorigénicos baseados na sua abundância e tipo. Tanto as experiências in vitro como in vivo indicaram a presença de bactérias na microbiota associada ao tumor, que desempenham um papel importante no desenvolvimento do cancro, imunossurveillance, metástase e quimoreta. A análise molecular e os dados de bioimagem também mostraram a existência de microbiota intratumoral em todos os principais tipos de cancro.

Há falta de evidências sobre a identidade específica das células hospedeiras através das quais micróbios associados ao tumor interagem com as células tumorais dos pacientes com cancro. Além disso, poucas evidências foram documentadas relacionadas com a identificação de células específicas que albergam organismos. O efeito de interações celulares host-microbianas precisas e distribuição espacial da microbiota intratumoral nas suas capacidades funcionais dentro da TME não é aparente.

Sobre o Estudo

16S rRNA sequenciação de tecidos tumorais de pacientes com CRC indicou a presença de várias bactérias, incluindo Fusobacterium. A abundância desta bactéria diferiu entre pacientes com CRC. A análise do dendrograma e a análise principal dos componentes com o agrupamento beta de diversidade indicaram que a maioria dos doentes com cancro tinha composições relativamente estáveis de microbioma. No entanto, a maioria dos pacientes apresentava diferentes graus de heterogeneidade na composição do microbioma intratumoral.

A imagem RNAscope-fluorescência in situ hybridization (RNAscope-FISH) confirmou a distribuição espacial heterogénea das comunidades bacterianas na TME. Os dados baseados em RNAscope-FISH mostraram a presença de Fusobacterium nucleatum, que foi validado ainda mais através da análise do microbioma e da técnica quantitativa de PCR.

10x Transcrição espacial visium também foi usada para detetar e analisar a distribuição espacial de microbiota intratumoral de amostras de CRC e OSCC. Esta abordagem identificou 28% das manchas capturadas dentro dos tumores oscc e 46% dos tumores CRC.

NO tumor OSCC, Parvimonas, Peptoniphilus e Fusobacterium foram encontrados como as estirpes dominantes, enquanto Fusobacterium e Bacteroides eram géneros dominantes no tumor CRC.

 A técnica de transcrição espacial visium permitiu a deteção direta, quantificação e mapeamento espacial de bactérias viáveis dentro dos tecidos tumorais intactos dos doentes oncológicos. Indicou ainda a complexidade das interações intratumorais da microbiota nos tecidos tumorais.

A plataforma de perfis espaciais digitais GeoMx (DSP) ajudou a quantificar o perfil de expressão de 77 proteínas ligadas à progressão do cancro e imunidade anti-tumoral. Esta técnica, combinada com o RNAscope e a abordagem imunohistocemistria (IHC), indicou que as comunidades bacterianas povoam microniches altamente imuno-supressores e não são muito vascularizadas. Além disso, as estirpes bacterianas são propensas a habitar células malignas com níveis reduzidos de Ki-67.

A técnica INVADEseQ (sequenciação de expressão dirigida à adesão) foi desenvolvida para avaliar a interação celular-celular-hospedeira bacteriana dentro da TME e o efeito na transcrição das células hospedeiras. Esta técnica está associada à introdução de um primer para visar regiões conservadas de rRNA bacteriano 16S. Posteriormente, podem ser produzidas bibliotecas de CDNA com transcrições bacterianas das células humanas associadas às bactérias. Um dos aspetos cruciais deste método é que a introdução do primer não afeta o perfil de expressão genética das células de CRC humanas.

A técnica INVADEseQ foi validada usando a linha celular CRC humana HCT116 que foi infetada com espécies bacterianas, nomeadamente, F. nucleatum, Porphyromonas gingivalis e Prevotella intermedia. Permitiu o mapeamento de populações bacterianas em células humanas únicas. Importante, o INVADEEseq confirmou o papel de F. nucleatum e P. gingivalis na afetação da heterogeneidade das células cancerígenas. Estas estirpes bacterianas alteram programas transccionais distintos que ajudam no agrupamento específico de células. A alteração das vias trans transcriptionais está também associada à manifestação da inflamação, dormência celular, metástase e reparação do ADN.

Conclusões

O presente estudo revelou que as células cancerígenas infetadas com bactérias afetam o seu ambiente como uma única célula, que posteriormente emprega células mieloides para o território bacteriano. Notavelmente, o microbioma dentro do tumor não foi considerado um fenómeno aleatório. Em vez disso, foi afirmado que a presença de bactérias dentro de um tumor é um processo altamente organizado em microniches com funções imunitárias e epiteliais celulares que influenciam a progressão do cancro.

Embora o estudo atual se tenha centrado em dois tipos de cancro, as ferramentas e técnicas poderiam ser usadas para estudar todos os tipos principais de cancro e aqueles que contêm microbiota intratumoral.

Fonte: Oral Cancer Foundation / www.news-medical.net

Autor: Dr. Priyom Bose, Ph.D., revisto por Aimee Molineux