Usando uma combinação de simulações de computador e estudos experimentais, uma equipe de pesquisadores está descobrindo pistas vitais sobre como as células do câncer de mama invadem o tecido mamário. 

Em modelos tradicionais de camundongos que são usados para estudar a invasão do câncer de mama, os pesquisadores pegam fatias finas de um tumor induzido em um camundongo e as examinam sob um microscópio. Este procedimento fornece informações valiosas sobre a invasão do câncer de mama, disse Corey O'Hern, autor sênior do estudo, mas é limitado de muitas maneiras.

“O problema com os estudos atuais de modelos de camundongos é que os estudos histológicos só fornecem fatias finas de um tumor em um único ponto de tempo”, disse O'Hern, professor de engenharia mecânica e ciência de materiais, física e física aplicada. “Eles não permitem que os pesquisadores rastreiem a evolução espaço-temporal da invasão de células cancerígenas.”

Para esse fim, a equipe de pesquisa desenvolveu um novo modelo computacional para invasão do câncer de mama. “Com esses modelos computacionais recém-desenvolvidos, agora podemos determinar como as células cancerígenas invadem o tecido mamário em três dimensões como uma função do tempo. Por exemplo, podemos prever a rapidez com que as células cancerígenas precisam se mover uma determinada distância através do tecido mamário denso.”

Além dos modelos computacionais, a equipe também está desenvolvendo experimentos in vitro - sistemas de modelos compostos de esferas de tamanho micrométrico misturadas com fibras de colágeno que replicam muitas características do câncer de mama em modelos animais e permitem que as simulações de computador sejam validadas. O'Hern liderou as simulações de computador, enquanto os experimentos in vitro foram conduzidos pela Professora Claudia Fischbach da Universidade Cornell. O estudo, que aparece na APL Bioengineering , foi financiado com uma bolsa de US$ 2 milhões do National Institutes of Health.

Em particular, os pesquisadores se concentraram em tumores de mama que se originam no revestimento epitelial dos dutos de leite. Células epiteliais saudáveis permanecem juntas e formam o revestimento dos dutos de leite. Mas quando se tornam cancerosas, elas se tornam móveis, separadas umas das outras e saem dos dutos de leite para o tecido adiposo circundante, que é composto de células de gordura. O número de células cancerígenas que progridem para o tecido adiposo determina a probabilidade de que elas invadam os vasos sanguíneos e formem tumores secundários.

“Estamos interessados em entender esse processo porque, quando as células cancerígenas invadem o tecido adiposo, é mais provável que elas metastatizem e formem tumores secundários que raramente são curáveis”, disse ele. “Se as células cancerígenas estivessem localizadas nos dutos de leite, o câncer de mama seria muito mais fácil de tratar.” 

Além da viscosidade das células cancerígenas, variáveis adicionais que os pesquisadores estão observando incluem a rigidez das células de gordura, já que células menos deformáveis dificultam a invasão do tecido adiposo pelas células cancerígenas. Outro fator é o tamanho das lacunas entre as células de gordura e a extensão em que a matriz extracelular (ECM) dentro dessas lacunas está alinhada para permitir a migração eficiente das células cancerígenas.  

“As células cancerígenas se movem balisticamente ou difusivamente? Elas podem se mover rápido o suficiente para deformar os adipócitos? Se entendermos essas questões, podemos entender o mecanismo físico pelo qual as células cancerígenas se movem através do tecido adiposo muito denso.”

Na ausência de “pequenas câmeras” que podem observar a invasão do câncer de mama em tempo real, O'Hern disse que a abordagem dupla de simulações de computador e experimentos in vitro pode ser a melhor abordagem. Com essa abordagem, ele disse, eles foram capazes de provar que a atividade e a viscosidade das células cancerígenas, a rigidez das células de gordura e o confinamento da ECM controlam a transição entre a não invasão e a invasão das células cancerígenas no tecido adiposo.