Câncer: Novo Modelo 3D rastreia metástase cerebral

Um estudo inovador, resultado da colaboração entre o Instituto D’Or, a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a Universidade de Wisconsin-Madison e a Promega Corporation, desenvolveu um modelo tridimensional que possibilita a observação da evolução da metástase cerebral provocada pelo melanoma em tempo real.

O melanoma, considerado um dos tipos mais agressivos de câncer de pele, apresenta uma alta taxa de metástase quando as células cancerígenas se espalham para o cérebro. Dados do Instituto Nacional de Câncer (Inca) destacam que essa capacidade metastática torna o melanoma o mais grave entre os cânceres cutâneos.

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A professora Helena Neves, da UFRJ e colaboradora do Instituto D’Or, enfatiza que a chegada do melanoma ao cérebro resulta em uma drástica diminuição na taxa de sobrevida dos pacientes. “Compreender como o melanoma se adapta e altera o tecido cerebral é crucial para o desenvolvimento de terapias mais eficazes”, afirma Neves.

O modelo tridimensional criado na pesquisa utiliza organoides cerebrais, derivados de células-tronco humanas, que imitam um ambiente cerebral realista. Isso permite que os organoides interajam com células cancerígenas do melanoma dentro de um sistema 3D iluminado por fluorescência, revelando assim comportamentos característicos da metástase.

Stevens Rehen, pesquisador do Instituto D’Or e colaborador da Promega, ressalta que essa abordagem oferece uma alternativa ao uso de animais em pesquisas. O sistema permite estudar a progressão da metástase cerebral em um contexto humano e tridimensional, alinhando-se às diretrizes que promovem a substituição e redução do uso de animais em experimentação científica.

A utilização da tomografia por emissão de pósitrons (PET) complementa o modelo, permitindo capturar diferentes momentos da interação entre tumor e cérebro. De acordo com Rehen, essa tecnologia viabiliza a filmagem em tempo real do processo metastático, ao invés de registrar imagens estáticas em intervalos diversos.

Uma das descobertas significativas do estudo indica que o melanoma metastático libera glutamato — um neurotransmissor fundamental para a comunicação neuronal — em quantidades excessivas. Esse fenômeno resulta na morte de neurônios e na inflamação do tecido cerebral circundante. A habilidade de mapear e quantificar esses metabólitos é essencial para entender a atuação do melanoma no cérebro.

Os pesquisadores acreditam que esta nova metodologia permitirá monitorar em tempo real as respostas aos tratamentos e as alterações metabólicas associadas à progressão do câncer. “Podemos identificar áreas dentro do microambiente cerebral onde o tumor é mais vulnerável”, comenta Rehen.

A possibilidade de testar terapias diretamente na plataforma representa uma esperança para acelerar a transição das descobertas laboratoriais para a prática clínica, diminuindo o intervalo entre a descoberta científica e sua aplicação terapêutica.

No entanto, apesar dos avanços significativos, o modelo ainda enfrenta algumas limitações. A pesquisa publicada no periódico Biofabrication revelou problemas como vazamento de luz nas placas transparentes utilizadas. Além disso, observar e medir mudanças sutis dentro do modelo experimental é dificultado pelo tamanho dos poços nas placas e pela difusão lenta de certos metabólitos.

Rehen expressa otimismo ao afirmar que a plataforma é flexível e pode ser adaptada para usar versões opacas das placas, evitando interferências luminosas entre os poços ou utilizando poços menores para melhorar a definição das observações. Os próximos passos incluem aprimorar materiais e resolução das imagens, integrar análises para validar mecanismos envolvidos e desenvolver versões personalizadas utilizando células provenientes de pacientes.