Uma combinação de biologia celular e estrutural avança na luta contra o câncer de mama de uma forma nunca antes possível
Estima-se que 90% das mortes por câncer de mama se devam a complicações resultantes da metástase, um processo no qual as células cancerígenas se desprendem de onde se formaram, viajam pelo sistema circulatório sanguíneo ou linfático e formam novos tumores metastáticos em outras partes do corpo. Sem tratamento eficaz para bloquear esse processo, há necessidade de atingir não apenas o tumor primário, mas também seu potencial metastático quando são diagnosticados tipos de câncer de mama altamente invasivos e/ou câncer de mama em estágio avançado. As células cancerígenas usam saliências semelhantes a pés, chamadas invadopódios, para degradar o tecido subjacente, entrar na corrente sanguínea e formar metástases em outros órgãos. Há aproximadamente quatro anos, a Dra. Hava Gil-Henn e pesquisadores da Faculdade de Medicina Azrieli da Universidade Bar-Ilan revelaram duas pistas importantes sobre a formação dos invadopódios: o nível celular das proteínas Pyk2 e cortactina aumentou de forma suspeita quando a célula entrou em seu fase, mas quando a célula perdeu sua capacidade de produzir Pyk2, nenhuma metástase foi observada.
Em um estudo recente expandindo essa descoberta, o Dr. Gil-Henn e o Prof. Jordan Chill, do Departamento de Química de Bar-Ilan, caracterizaram a interação entre essas proteínas parceiras e mostraram que essa interação é um pré-requisito para a formação de metástases de células cancerígenas. Além disso, eles determinaram o mecanismo no qual a interação cortactina-Pyk2 afeta a formação de invadopódios e definiram a estrutura do complexo entre essas duas proteínas. As descobertas da equipe de pesquisa, que também incluiu o Dr. Shams Twafra e o Dr. Chana Sokolik, foram publicadas na revista Oncogene.
No estudo recente, os pesquisadores definiram o segmento preciso da proteína envolvida na interação entre Pyk2 e cortactina. O pequeno segmento, conhecido como peptídeo, foi sintetizado em laboratório e administrado em camundongos portadores de câncer de mama. O peptídeo sintetizado competiu com sucesso com a proteína Pyk2 natural pela "atenção" da cortactina e basicamente bloqueou o acesso de Pyk2 a ela. Isso inibiu a formação dos invadopódios semelhantes a pés e, como resultado, os pulmões dos camundongos permaneceram muito mais saudáveis, com pouquíssimas ou nenhuma metástase. "Ficamos muito entusiasmados ao ver que a ideia de usar o motivo de ligação de Pyk2 à cortactina como um inibidor de invadopódios funcionou muito bem in vivo", disse o co-autor do estudo, Dr. Hava Gil-Henn. "Isso serviu para provar o potencial clínico de inibir a interação recém-descoberta". Surpreendentemente, tudo isso foi alcançado usando um segmento muito pequeno de Pyk2, abrangendo apenas 19 de seus 1.009 blocos de construção de aminoácidos. Isso foi observado na diminuição da metástase pulmonar no modelo de câncer de mama em camundongos. Além disso, reduziu bastante a capacidade de invasão das células tumorais da mama, interrompeu a maturação dos invadopódios nas células tumorais e reduziu a taxa de polimerização da actina, necessária para a progressão na formação dos invadopódios. Todas essas descobertas juntas forneceram evidências inequívocas de que o peptídeo de 19 aminoácidos realmente bloqueia a metástase.
O Prof. Jordan Chill, especializado em determinar a estrutura tridimensional das proteínas, juntou-se à equipe de pesquisa para determinar como o peptídeo bloqueia a metástase. “O processo de desenvolvimento de um fármaco bem-sucedido a partir de um peptídeo inibidor é extremamente trabalhoso e quase impossível de ser concluído sem uma visão estrutural do complexo entre o peptídeo e seu alvo, neste caso a cortactina”, diz o Prof. Chill. Através de um experimento de RMN conhecido como NOESY, foi determinada a posição de cada um dos 881 átomos da proteína cortactina e 315 átomos do peptídeo, criando uma imagem tridimensional da estrutura. A posição espacial dos átomos é o segredo para entender a força do ligação entre as proteínas, o que é fundamental para a criação de uma droga que efetivamente impeça essa ligação. Para ilustrar isso, descobriu-se que o aminoácido nº 10 no peptídeo se encaixa exatamente no "slot" da cortactina e não deve ser alterado, enquanto o aminoácido #11 está voltado para fora e sua identidade exata é menos importante. O Dr. Gil-Henn e o Prof. Chill estão agora focados em transformar o peptídeo em um melhor candidato a medicamento. Diferentes sequências de aminoácidos estão sendo testadas para produzir um produto que forneça uma ligação mais forte e específica no local-alvo da cortactina. A especificidade é crucial porque o local na cortactina onde ocorre a ligação, conhecido como SH3, é semelhante aos locais SH3 em outras proteínas, e qualquer ligação indesejada a outra proteína pode causar efeitos colaterais. A combinação da biologia celular (descobrir as duas proteínas e mostrar que podemos efetivamente bloquear a metástase) e da biologia estrutural (nos dar o como e o porquê desse evento de ligação) aproxima a ciência do combate ao câncer de mama de uma forma que não era possível antes. Os pesquisadores esperam que esse avanço leve ao desenvolvimento de um medicamento que iniba a formação de metástases e se torne parte das abordagens terapêuticas disponíveis para melhorar as chances de sobrevivência e a qualidade de vida de pacientes diagnosticados com câncer de mama invasivo e outros tipos de câncer metastático. Esta pesquisa foi financiada pelo Israel Cancer Research Fund e pela Israel Cancer Association (Dr. Gil-Henn) e por doações da Israel Science Foundation (para o Dr. Gil-Henn e Prof. Chill).