Mapeamento da rigidez dos modelos tumorais. O vermelho escuro indica as áreas mais rígidas, para o interior do tumor. A borda é menos rígida (verde-amarelo). Crédito:Thomas Dehoux / ILM / CNRS
Uma equipe de físicos do Institut Lumière Matière (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1), em colaboração com o Centro de Pesquisa do Câncer de Lyon (CNRS / INSERM / Université Claude Bernard Lyon 1 / Centre Léon Bérard / Hospices civils de Lyon), demonstrou o potencial de uma técnica de imagem baseada apenas nas propriedades físicas dos tumores. Ele pode diferenciar populações de células malignas e monitorar a eficácia de um tratamento anticâncer. Esses resultados, publicado em Cartas de revisão física em 8 de janeiro, 2019, deve ajudar no desenho de novas moléculas terapêuticas e na personalização de tratamentos.
Apesar de um bom conhecimento da biologia do câncer, 90 por cento das drogas experimentais falham durante os testes clínicos. Os pesquisadores também suspeitam que as propriedades mecânicas dos tumores influenciam a progressão da doença e a eficácia do tratamento. Embora possamos avaliar a elasticidade do tumor globalmente, é mais difícil medir a rigidez local em profundidade e ver se o núcleo do tumor resiste à penetração de líquidos terapêuticos. Para sondar essas propriedades físicas, os pesquisadores usaram uma técnica de imagem sem contato que não requer o uso de agentes de contraste, e, portanto, não perturba a função do tecido, explorando as vibrações infinitesimais naturais da matéria.
Para recapitular o comportamento dos tumores colorretais in vitro, os pesquisadores criaram organóides, esferas com diâmetro de 0,3 mm formadas pela agregação de células tumorais. Eles focalizaram um feixe de laser vermelho nesses objetos. As vibrações infinitesimais da amostra, gerado por agitação térmica, modifique ligeiramente a cor do feixe de luz que sai da amostra. Ao analisar esta luz, um mapa das propriedades mecânicas dos tumores modelo é criado. Quanto mais rígida for a área digitalizada pelo laser, quanto mais rápidas as vibrações, e, de uma maneira comparável ao efeito Doppler, quanto maior for a mudança de cor.
Uma placa de múltiplos poços onde cada poço contém tecido tumoral é colocada em um microscópio invertido mantido a 37 ° C. Um feixe de laser é focado em uma área do tumor, em seguida, mudou-se para obter um mapeamento. A luz difusa é coletada pela lente do microscópio e analisada em um interferômetro para detectar variações de comprimento de onda (em outras palavras, Variações de “cor”). Crédito:Jérémie Margueritat / ILM / CNRS
A partir de organóides compostos por duas linhagens celulares com diferentes doenças malignas, os pesquisadores mostraram que podiam distinguir os dois tipos de células de suas propriedades mecânicas. Essas informações são cruciais porque podem permitir que o diagnóstico a partir da análise de biópsia seja refinado e ofereça uma melhor avaliação do grau do tumor. Variações locais nas propriedades mecânicas após um tratamento medicamentoso também foram monitoradas usando esta técnica:o centro do tumor permanece rígido por mais tempo do que a borda, demonstrando o gradiente de eficácia do tratamento. Assim, a medição local das propriedades mecânicas poderia confirmar a destruição total do tumor e ajudar na escolha de uma dose de tratamento e duração tão baixas quanto possível.
Essa abordagem permite explorar o impacto das propriedades mecânicas na resposta terapêutica. Deve levar a modelos de tumor in vitro mais preditivos para testar novas moléculas terapêuticas e para terapias combinadas, que atuam por exemplo na rigidez do tecido para acelerar a penetração de moléculas ativas no centro do tumor. Também pode fornecer novos indicadores para orientar os médicos na personalização de terapias.
