Usando as modificações químicas presentes nas moléculas de RNA para diagnosticar e tratar o câncer cerebral (EPIGLIO)

Os gliomas difusos estão entre os tumores mais comuns do sistema nervoso central, com elevada morbidade e mortalidade e possibilidades terapêuticas muito limitadas. Os gliomas difusos são caracterizados por grande variabilidade em termos de idade no diagnóstico, características histológicas e moleculares, classificação, capacidade de progredir para um grau mais elevado e/ou de se disseminar no cérebro, resposta ao tratamento e evolução do paciente. Um dos principais desafios no manejo dos gliomas difusos está relacionado à heterogeneidade do comportamento tumoral dentro do mesmo subgrupo tumoral. Embora esforços tenham sido feitos nas últimas décadas para melhorar a caracterização e classificação tumoral, com a integração de marcadores moleculares (por exemplo, Mutação da isocitrato desidrogenase (IDH), continua difícil prever a resposta ao tratamento e o resultado do paciente em nível individual. No entanto, a classificação precisa do tumor é de suma importância na escolha de uma terapia personalizada ou na prevenção de tratamentos desnecessários. Atualmente, os principais métodos diagnósticos para detecção de gliomas baseiam-se em características histopatológicas, detecção de mutações ou variação do número de cópias cromossômicas.

No entanto, permanecem dificuldades, particularmente com a classificação do tumor, devido à heterogeneidade do tumor e ao viés de amostragem para tumores obtidos a partir de pequenas biópsias. Em particular, os gliomas de grau 2 ("baixo grau") e grau 3 ("alto grau") não podem ser facilmente distinguidos, uma vez que a heterogeneidade do grau do tumor intratumoral não é incomum em pacientes tratados com ressecção cirúrgica extensa. Outro desafio colocado pelos gliomas é o monitoramento longitudinal da progressão da doença, que atualmente depende principalmente de repetidas ressonâncias magnéticas cerebrais, sem retorno ao próprio tumor devido à dificuldade de obtenção de novas amostras tumorais neste cenário. Novas ferramentas para detectar alterações tumorais no plasma, antes que ocorram alterações na imagem, seriam úteis. No entanto, os marcadores circulantes apresentam um verdadeiro desafio, uma vez que a detecção de marcadores facilmente utilizados noutros tipos de cancro (por ex. DNA livre circulante e células tumorais circulantes) é dificultado pela falta de sensibilidade nos gliomas.

Diversos perfis genéticos, epigenéticos, metabólicos e imunológicos foram estabelecidos em gliomas, ampliando consideravelmente o conhecimento das características biológicas desses tumores e auxiliando na identificação de potenciais tratamentos. Recentemente, o mundo do RNA emergiu como uma área promissora a ser explorada para a terapia do câncer, particularmente desde a (re)descoberta de modificações químicas do RNA (epitranscriptômica). Até à data, mais de 150 tipos de modificação pós-transcricional foram relatados em várias moléculas de RNA. Este complexo paisagístico de marcas químicas incorpora um código novo e invisível que governa o destino pós-transcricional do RNA: estabilidade, splicing, armazenamento, tradução. É importante ressaltar que a epigenética do RNA emergiu como uma nova camada de regulação da expressão gênica em tecidos saudáveis, bem como em outras patologias, como o câncer.

Os marcadores químicos estão associados à evolução e adaptação do câncer, bem como à resposta às terapias convencionais. Com base nestas observações, prevê-se que: (1) a paisagem epigenética do RNA evolui com a progressão do cancro, estabelecendo uma "assinatura química" que poderia ser explorada para fins de diagnóstico, prognóstico e previsão de resposta ao tratamento; (2) diversas marcas químicas não são meras alterações “transitórias”, mas sim alterações “condutoras” do processo tumorigênico; (3) ao contrário dos nucleosídeos não modificados, os nucleosídeos modificados são preferencialmente excretados como produtos finais metabólicos na urina após circularem no sangue. Consequentemente, marcadores de RNA alterados em tecidos cancerígenos podem ser detectados na urina e no sangue e explorados para fins de diagnóstico. Uma abordagem original publicada recentemente combina análise multiplex de marcas de RNA por espectrometria de massa com bioinformática e aprendizado de máquina. Usando amostras totais de RNA extraídas de uma coorte existente de pacientes (59 gliomas de grau 2, 3 e 4; 19 amostras de controle não cancerosas), foi estabelecida uma primeira "assinatura química" capaz de prever o grau de glioma com notável eficiência e precisão.

N6, 2'-O-dimetiladenosina (m6Am), o marcador mais regulado no glioblastoma (GBM), é um impulsionador da agressividade do câncer colorretal. Localizado na extremidade 5' do ácido ribonucleico mensageiro (mRNA), o m6Am pode influenciar a estabilidade do mRNA e a eficiência da tradução. Esta etiqueta química é depositada pelo fator de interação do domínio terminal carboxil fosforilado 1 (PCIF1), também conhecido como CAPAM (PCIF1/CAPAM) metiltransferase (escritor) e removida pela massa gorda e proteína associada à obesidade (FTO) desmetilase (borracha). O FTO é regulado negativamente nas células-tronco do câncer colorretal (CSCs), consistente com o acúmulo de m6Am. Altos níveis de m6Am melhoram significativamente as propriedades do CSC, como iniciação tumoral in vivo e quimiorresistência, sem alterações significativas no transcriptoma. Este fenótipo agressivo pode ser revertido pela inibição do PCIF1, demonstrando o potencial de direcionamento aos efetores do RNA epigenético. Os dados preliminares sobre linhas celulares de glioma derivadas de pacientes sugerem um mecanismo semelhante no glioma, onde a regulação negativa do FTO promove a capacidade de formação de esferas na cultura em suspensão de células estaminais GBM.

(3) Foi estabelecido um método para detectar marcadores de RNA em amostras de plasma que produziram resultados favoráveis ​​após análise de amostras de plasma de uma coorte de câncer colorretal. O mesmo processo foi utilizado para obter dados preliminares através da análise de amostras de plasma de pacientes com glioma grau 2 versus doadores saudáveis. Este experimento confirmou a possibilidade de detectar e quantificar 20 nucleosídeos circulantes no sangue. Mudanças significativas foram demonstradas entre doadores saudáveis ​​e amostras de pacientes com glioma para alguns dos nucleosídeos circulantes. Alguns foram regulamentados (por ex. n6,2'-O-dimetiladenosina (m6Am), 1-metilguanosina (m1G)), enquanto outros foram regulados negativamente (por exemplo adenosina (A), 5-metoxicarbonilmetil-2-tiouridina (mcm5s2U)). É importante ressaltar que nem todos os RNAs marcados detectados foram alterados (por exemplo N1-metiladenosina (m1A); 5-metilcitosina (m5C)). Se confirmadas por uma coorte maior, essas alterações poderiam constituir uma assinatura circulante baseada na epitranscriptômica para a detecção precoce da doença. Esta experiência preliminar reforça o interesse pelo m6Am.

Finalmente, também foram observadas alterações no soro dos mesmos pacientes em comparação com doadores saudáveis, mas de outros nucleosídeos. Isto sublinha a importância do estudo dos marcadores circulantes no sangue para o diagnóstico de gliomas.