STUDIU. Tratamentul țintit al glioblastomului: blocarea rețelelor hiperactive dintre neuroni și tumoră reduce deficitul cognitiv și crește supraviețuirea
Într-un nou studiu, realizat la Universitatea California (UCSF), s-a realizat o descriere multimodală a interacțiunii „minte”-tumoră. La pacienții cu glioblastom, un tip agresiv de cancer cerebral, s-a demonstrat o legătură bidirecțională între capacitatea congnitivă și dezvoltarea tumorii. Cancerul remodelează circuite neuronale funcționale, dezvoltându-se un sistem de feedback care întreține creșterea tumorală. Activitatea neuronală stimulează progresia glioblastomului iar tumora crește la rândul ei excitabilitatea neuronilor. Astfel, rezultatele demonstrează nevoia unei noi perspective în înțelegerea cancerului, care să integreze alături de datele genomice și imunologice, informații despre rețelele prin care celulele comunică. Studiul este publicat în Nature.
Înțelegerea acestor bucle de feedback între tumorile cerebrale și neuronii sănătoși poate să faciliteze descoperirea de noi terapii care să amelioreze capacitatea cognitivă și să crească supraviețuirea. Gabapentina, un tratament folosit în crizele epileptice, a demonstrat eficacitate în blocarea rețelelor neuronale hiperactive și ar putea reprezenta o variantă terapeutică. De asemenea, caracterizarea cancerelor cerebrale din perspectiva rețelelor biologice ar putea explica de ce creierul este principalul sediu în care apar metastazele în alte tipuri de neoplasme.
Pacienții cu gliom (tumoră cerebrală cu origine în celulele gliale) experimentează o alterare a capacității cognitive, dar până acum nu era clar dacă tumorile remodelează sau distrug circuitele neuronale. Creșterea celulelor tumorale este stimulată de activitatea neuronilor corticali, o observație descrisă încă din 2015, într-un studiu din Cell care arăta că glioamele de grad înalt (glioblastoamele) își pot amplifica rata de creștere prin interferarea cu mecanisme implicate în neuroplasticitate, prin care creierul formează noi sinapse. Ulterior, mai multe studii publicate în 2019 au confirmat aceste date.
În cadrul noului studiu s-au aplicat electrozi pe suprafața corticală la 14 pacienți diagnosticați cu glioblastom, care au realizat diferite sarcini în timpul operației. Pacienții aveau tumori în emisferul dominant, care infiltrau ariile implicate în limbaj din lobul frontal. Înregistrările din timpul intervențiilor chirurgicale arată că în momentul activării ariilor limbajului este activat și cortexul infiltrat tumoral. Tumora modelează circuitele neuronale implicate în generarea limbajului.
Ulterior, din probele de la 8 pacienți s-au realizat culturi de organoide 3D, celule tumorale și modele cerebrale animale, demonstrându-se rolul TSP-1 (trombospondina-1), o proteină care contribuie la formarea sinapselor. Anumite părți din tumoră sunt mai conectate cu țesutul cerebral, iar aici se regăsesc mai multe celule tumorale foarte responsive la semnalele de creștere. Subgrupul de celule de celule tumorale identificat în ariile strâns conectate cu neuronii exprimă TSP-1
Analiza transcriptomică a arătat o expresie genică de peste șapte ori mai mare în regiunile tumorale cu o conexiune neuronală înalt funcțională. De asemenea, s-a demonstrat că mai multe tipuri de celule din micromediul tumoral contribuie la dezvoltarea unui număr mare de sinapse între tumoră și neuronii sănătoși.
TSP-1 este o moleculă secretată de celulele de suport de la nivel cerebral și determină asamblarea circuitelor neuronale. Rolul său în dezvoltarea glioamelor prin modificarea plasticității neuronale era deja cunoscut. În acest studiu s-a demonstrat legătura bidirecțională dintre gliomul de grad înalt și rețelele neuronale. Activitatea neuronală stimulează creșterea tumorii iar tumorile cresc excitabilitatea neuronală. Cazurile de glioblastom localizat în regiuni cu multiple rețele tumoră – țesut nervos funcțional, au înregistrat rate de supraviețuire generală mult mai mici comparativ cu pacienții care prezentau conexiuni reduse tumoră-țesut neuronal.
Studiul contribuie semnificativ la elucidarea cauzelor declinului cognitiv asociat cancerului cerebral. Interacțiunea complexă dintre diferitele tipuri de celule are un rol mult mai important în acest fenomen decât inflamația sau presiunea exercitată de masa tumorală, așa cum se considera anterior. Noile rezultate ar putea facilita dezvoltarea de metode prin care se poate opri declinul cognitiv la pacienții cu cancer cerebral prin înțelegerea modului în care funcționează rețelele biologice. Inhibarea TSP-1 prin folosirea gabapentinei a scăzut proliferarea celulară și a interferat cu formarea rețelelor, ceea ce o ar putea reprezenta o opțiune terapeutică în viitor.
Citește și
- STUDIU. Cancerele cerebrale ar putea fi identificate precoce printr-o nouă metodă care analizează proteinele membranare din urină
- STUDIU. Noi ținte terapeutice identificate la peste jumătate dintre glioblastoame, cu ajutorul algoritmilor AI