Introdução ao Microambiente Tumoral

7/22/2011

1

Introduo ao

Microambiente Tumoral

Paulo Roberto Del Valle

Orientadora: Prof Maria Aparecida Azevedo Koike Folgueira

Ttulo da Dissertao: Perfil Transcricional de fibroblastos de tumor primrio, linfonodo e medula ssea de pacientes com cncer de mama

Rede de interao entre clulas

Por qu?

Apesar do grande nmero de clulas no

corpo humano (10 trilhes),

e do grande contato com carcingenos,

a maioria das pessoas vivem vidas livres de tumores por dcadas

Bissel e Hines 2011

7/22/2011

2

Por qu?

Como explicar, no caso de cncer

de mama e BRCA1 mutado, os

tumores no so apenas tecido-

especficos, mas originados de

apenas uma ou poucas clulas

desse tecido?

Bissel e Hines 2011

Por qu?

Exame de prstatas de homens que morreram com

doena no correlata

34% com neoplasia intraepitelial prosttica aos

40 anos

Sark et al, 1993

7/22/2011

3

Apesar de muitos portarem clulas potencialmente

malignas, por que no conhecemos

mais pessoas com cncer?

Por qu?

Bissel e Hines 2011

Da transformao (iniciao) ao crescimento (promoo)

Longo caminho

Vigilncia

imunolgica

Hormnios

Fatores de

crescimento

Citocinas

Ausncia de

sinais ambientais

que favorecem a

progresso

7/22/2011

4

Da transformao (iniciao) ao crescimento (promoo)

Semente e soloSemente e solo

Paget, 1889

Nutrio e oxigenao

Eliminao de metablitos

Renovao de populao

celular

Cicatrizao

A lgica dos tecidos

Todos os tecidos possuem necessidades e caractersticas:

HOMEOSTASE

7/22/2011

5

MEC tecido-especfica

Clulas mioepiteliais

Macrfagos teciduais

Inibidores de MMP

Metabolismo normal

Antioxidantes

Fibroblastos

Foras supressoras

Arquitetura tecidual

Adaptado de Bissel e Hines 2011

Microambiente

Tumorignese

Adaptado de Bissel e Hines 2011

7/22/2011

6

Foras promocionais

Bissel e Hines 2011

a. Epitlio normal b. Displasia pr-maligna c. Carcinoma

Estroma quiescente

Estroma ativado

Estroma reativo ao tumor

Adaptado de Mueller e Fusenig 2004

7/22/2011

7

As populaes das clulas tumorais

As populaes das clulas

tumorais

7/22/2011

8

Invasividade

Renovao da populao tumoral

Resistncia quimioterapia

Agressividade tumoral

Diferentes graus de diferenciao

Diversidade das populaes

tumorais

Instabilidade Genmica

Hiper-proliferao

Eventos epigenticos

Clulas filhas

Distintas

Sinalizao Proliferativa Sustentvel

Escape de supressores de crescimento

Invaso e metstase

Imortalidade replicativa

Induo de angiognese

Resistncia a morte celular

Adaptado de Hanahan e Weinberg 2011

7/22/2011

9

Clulas em Hipxia

Clulas em Necrose

Clulas em Apoptose

Clulas invasivas

Clulas Metastticas

Clulas Tronco Tumorais

Clulas resistentes quimioterapia

Clulas proliferativas

Clulas diferenciadas

Clulas Circulantes

Clulas Dormentes


tumorais

Clulas em Hipxia

Clulas em Necrose

Clulas em Apoptose

Clulas invasivas

Clulas Metastticas

Clulas Tronco Tumorais

Clulas resistentes quimioterapia

Clulas proliferativas

Clulas diferenciadas

Clulas Circulantes

Clulas Dormentes

Transio epitlio-mesnquima


tumorais

7/22/2011

10

Clulas tronco tumorais

Cancer Stem Cell (CSC)

Presente em muitos tipos de tumores

Habilidade de formar novos tumores em

camundongos

Marcadores comuns s clulas tronco do

tecido normalAuto-renovao

CSC

Geram clulas diferenciadas a grande massa tumoral

CSC

mCSC

Clulas tronco tumorais

Cancer Stem Cell (CSC)

7/22/2011

11

Transio epitlio-mesnquima (EMT)

Clulas epiteliais adquirem caractersticas de clulas mesenquimais (estroma)

Processo fisiolgico: embriognese e cicatrizao

Clulas epiteliais tumorais (90% tumores):

Migrao/Invaso

Resistncia a apoptose

Disseminao

Clulas epiteliais no tumor primrio so firmemente unidas

Clulas metastticas adquirem caratersticas EMT

Clulas metastticas viajam pela corrente

sangunea

Clulas metastticas saem da circulao e invadem um novo

rgo

Clulas perdem caractersticas mesenquimais e formam um novo

tumorLeford 2011

7/22/2011

12

Perda de Junes

aderentes

Mudana de morfologia

EMT: Clulas com capacidade de invaso

Fatores de transcrio: Snail,

Slug, Twist, Zeb1/2:

Perda de expresso de Citoqueratina;

Represso direta de E-caderina;

Expresso de proteases de matriz;

O que ativa EMT?

Thiery et al 2009

7/22/2011

13

Clula Tronco Tumoral

Clula Tumoral

Clulas inflamatrias do sistema imune

Clulas invasiva

Pericito

Clula Endotelial

Fibroblastos associados aotumor

Clulas tronco eclulas progenitoraslocais e derivadas damedula ssea

Componentes do tumor


a. Mama Normal b. Cncer de Mama

Seta: Ducto mamrio Asterisco: Tecido adiposo

Asterisco: Colgeno associado a fibroblastos Cabea de setas: Capilares e vasos

sanguneos Setas verdes: Estruturas glandulares

aberrantes Seta preta: Cordo de clulas tumorais

Adaptado de Bhowmick et al 2004

7/22/2011

14

Interao Epitlio Estroma:Fibroblastos

Principal constituinte do estroma

Clulas no vasculares

No epiteliais

No inflamatrias

Morfologia fusiforme

Citoesqueleto composto por:

Vimentina

Desmina

Alfa-actina de msculo liso

Protenas associadas a filamentos intermedirios

Fibroblastos - Funes

Remodelamento

Manuteno da matriz extracelular

Cicatrizao

Produo de protenas de adeso: beta1-integrina

Produo de protenas de contrao: alfa-actinade msculo liso

Fatores solveis

7/22/2011

15

Proliferao TransformaoMorfogneseInibio de apoptose

FibroblastosClulas

Epiteliais

HGF IGF-1IGF-2EGF

TGF-aTGF-b1TGF-b2TGF-b3FGF7KGFFGF2

FGF10NGFLIF

CXCL12IL6

MSPWnt1Wnt3

MMP-1MMP7

Fatores solveis


FibroblastosClulas

Epiteliais

HGF IGF-1IGF-2EGF


FGF10NGFLIF

CXCL12IL6

MSPWnt1Wnt3

MMP-1MMP7

Fatores solveis

7/22/2011

16


Fibroblastos Clulas Epiteliais

HGF IGF-1IGF-2EGF


FGF10NGFLIF

CXCL12IL6

MSPWnt1Wnt3

MMP-1MMP7

Fatores solveis


Fibroblastos Clulas Epiteliais

HGF IGF-1IGF-2EGF


FGF10NGFLIF

CXCL12IL6

MSPWnt1Wnt3

MMP-1MMP7

Matriz Extracelular

Fatores solveis

7/22/2011

17

FibroblastoFibroblasto Ativado

Miofibroblasto

Injria tecidualClulas tumorais

Mas o que acontece no cncer?Mas o que acontece no cncer?

Adaptado de Kalluri e Zeisberg 2006

FibroblastoFibroblasto Ativado

Miofibroblasto

Injria tecidualClulas tumorais

Mas o que acontece no cncer?Mas o que acontece no cncer?


No clula maligna

No sarcoma

7/22/2011

18

Carcinoma Invasivo

Clulas inflamatrias

Clulas endoteliais

Pericitos

Clulas Epiteliais

Fibroblastos Ativados


Fibroblastos associados ao tumor

Co-cultura de FibroblastosModelo de estudo Co-cultura

Modelo de estudo da interao epitlio mesnquima no cncer

7/22/2011

19

Santos et al 2011

Fibroblastos estimulam a

proliferao de clulas de cncer de

mama

Santos et al 2011

Fibroblastos modulam o perfil

transcricional de clulas de cncer de

mama

7/22/2011

20

Adaptado de Liang et al 2005



mama

Spint2 (HAI-2)Migrao

Santos et al 2011



mama

7/22/2011

21

Santos et al 2011

Fibroblastos modulam a migrao de

clulas de cncer de mama

Fibroblastos modulam a migrao de

clulas de cncer de mama

0 h 24 h

Clula Tumoral isolada

Clula Tumoral em co-cultura com fibroblastos de linfonodo

comprometido

7/22/2011

22


Clula Tumoral


Clulas invasiva

Pericito

Clula Endotelial





Angiognese fisiolgica Iniciao Resoluo

Estmulo angiognico

Hipxia

Perfuso estabelecida

Angiognese

Adaptado de Chung et al 2010

7/22/2011

23

Iniciao Falha na Resoluo

Angiognese patolgica

(oncogene-induzida)

Adaptado de Chung et al 2010

Pericitos e a angiognese tumoral

Vaso maduro e quiescente

Crescimento de novo vaso

Estabilizao do vaso e maturao

Desestabilizao do vaso

Angiognese: A funo dos pericitos

Adaptado de Raza et al 2010

7/22/2011

24

Inibidores:

Trombospondina-1As estatinas:AngiostatinaEndostatinaCanestatinaTumestatina

Ativadores:

VEGFsFGFsPDGFBEGFLPA

Angiognese patolgica:

Desequilbrio de fatores

Adaptado de Berges e Benjamin 2003

Angiognese patolgica:

Arquitetura anormal dos vasos

Adaptado de Ellis e Hicklin 2008

7/22/2011

25


Clula Tumoral


Clulas invasiva

Pericito

Clula Endotelial





A ferida que nunca cura

Adaptado de Schfer e Werner 2008

7/22/2011

26





7/22/2011

27


Atrativos do sistema imune

Balkwill 2008

7/22/2011

28

Citocinas pr inflamatrias

Migrao de clulas dendrticas e

apresentao de antgenos

rgos linfoides secundrios e resposta imune adaptativa

Resposta imune inata

Protenas do soro

Inibio de morteInstabilidade genmica

Ativao de fibroblastos

Metabolismo de matrizAngiognese

Promoo tumoralPr-crescimento

Expanso tecidualConverso maligna

Ao Anti-tumoralCitotoxicidade mediada por clulas T (FAS

perforina ou vias de citocinas)Citotoxicidade mediada por anticorpos

Lise mediada por complemento

Iniciao

Progresso neoplsica

Adaptado de Visser et al 2006

Anti-tumoral

Pr-tumoral

CARCINOGNESE

7/22/2011

29

Microambiente do tumor primrio

Microambiente do tumor invasivo

Microambiente da metstase

O Microambiente metasttico


Tumor Primrio

Extravasamento

Estroma Reativo

Invaso

Colonizao Mestasttica

Dormncia



7/22/2011

30

S100 quimiocinas

Lisil oxidase

Fibroblastos ativados

Fibronectina estromal

Clulas progenitoras mieloides VEGFR1+

Integrinas

Clulas tumorais metastticas

Fatores de crescimento

Metaloproteinases de matriz

Clulas progenitoras endoteliais

Fatores de crescimento angiognicos

Cluas mielides associadas ao tumor

Clulas estromais: fibroblastos

Pr-metasttico

Micrometasttico

Macrometasttico



Estroma

Parnquima

Clulas de cncer

Incipientes (& CSC)

Clulas de cncer

(& CSC)

Clulas de cncer

Invasivas(& CSC)

Estroma nos tecidos e medula

ssea

Estroma nascente do tumor primrio

Estroma de suporte do

tumor primrio

Clulas de cncer (& CSC)

na micro-metstase

Clulas de cncer invasivas

(& CSC) da macro-metstase

2 onda de metstase

Estroma normal +/-

nicho permissivo

Estroma nascente

da metstase

Estroma de suporte da metstase

Tumorignese primria Metstase



7/22/2011

31

Hanahan e Weinberg 2011

Microambiente:

Uma rede de interaes

Microambiente:

Uma rede de interaes

Obrigado!

[email protected]

Documents

Introdução ao Microambiente Tumoral