Biomarcadores
Biomarcadores (marcadores biológicos) são características que podem ser medidas experimentalmente e indicam a ocorrência de uma determinada função normal ou patológica de um organismo assim como respostas a uma dada exposição ou intervenção (FDA-NIH Biomarker Working Group, 2011). Os biomarcadores podem apresentar características moleculares, histológicas, radiográficas ou fisiológicas (Califf, 2018), que visam auxiliar a prática clínica em todos os momentos: antes, durante e após a doença.
Os biomarcadores são fundamentais nas terapias personalizadas, visto que oferecem uma perspetiva acerca do perfil biológico específico de cada doente, permitindo assim a adaptação das decisões clínicas, tendo em consideração esse mesmo perfil específico.
A utilização clínica dos biomarcadores pode ser subdivida em quatro grupos (Louie et al., 2021):
- Biomarcadores de diagnóstico: refletem a presença ou ausência de patologia;
- Biomarcadores de prognóstico: prevêem, de forma geral, a sobrevivência do doente;
- Biomarcadores Preditivos: prevêem a resposta ao tratamento administrado (eficácia e/ou toxicidade);
- Biomarcadores Farmacodinâmicos: refletem interações medicamentosas com o respetivo alvo terapêutico.
Figura 1: Desenvolvimento e utilização clínica de biomarcadores (Louie et al., 2021).
Os biomarcadores são derivados de tecido tumoral, sangue, outros fluidos biológicos ou exames imagiológicos. Os biomarcadores presentes no sangue ou em biópsias líquidas apresentam um considerável interesse clínico. As biópsias líquidas apresentam vantagens sobre as biópsias sólidas tradicionais, pelo facto de serem não invasivas, pelo melhor custo-benefício e pelo aceleramento na obtenção do diagnóstico (Louie et al., 2021).
Biomarcadores no cancro
Os biomarcadores de cancro mais estudados em amostras de plasma ou soro são as células tumorais circulantes (CTCs), o DNA tumoral circulante (ctDNA) e os exossomas (Louie et al., 2021).
Células tumorais circulantes (CTCs): As CTCs são células tumorais que se desprenderam do tumor primário e extravasaram para a corrente sanguínea, tornando-se assim células circulantes. As células tumorais que sobrevivem durante a circulação e extravasão para novos locais, têm a capacidade de se fixar e colonizar, formando assim metástases. A detecção de CTCs depende de biomarcadores moleculares e visto que a maioria dos tumores apresenta origem epitelial, a molécula de adesão de células epiteliais (EpCAM) é o biomarcador mais comumente utilizado.
Figura 2: Etapas do processo de metástase tumoral (Lin et al., 2021).
A expressão de EpCAM varia drasticamente com os diferentes tipos de cancro, e as tecnologias de detecção de CTCs baseadas em EpCAM são amplamente aplicadas em cancros que expressam uma concentração elevada de EpCAM, como o cancro da mama, da próstata, pancreático, hepatocelular e colorretal. Assim, a deteção de EpCAM permite prever, precocemente, a presença de metástases. Outros biomarcadores, como o HER2 (recetor tipo-2 do fator de crescimento epitelial humano), ER (recetor de estrogénio), antigénio de membrana específico da próstata e o recetor de folato, já foram descritos como marcadores de CTCs em diferentes tipos de cancro, com diferentes significados clínicos (Lin et al., 2021).
DNA tumoral circulante (ctDNA): O DNA circulante tumoral (ctDNA) tem sido proposto como um biomarcador prognóstico em doentes com cancro (SA, 2023). O ctDNA representa a porção do DNA livre de células tumorais presente no sangue de doentes, secretado pelas células tumorais via apoptose, necrose ou por secreção ativa (Kim & Park, 2023). O ctDNA é rapidamente eliminado da circulação sanguínea, apresentando uma meia-vida de 16 minutos a 2,5 horas, logo é um indicador promissor indicativo da carga tumoral (Kim & Park, 2023) (Lorentzen, 2022).
Apesar de a testagem de ctDNA ainda apresentar diversos desafios, muitas anormalidades específicas do tumor, por exemplo, mutações em oncogenes ou em genes supressores de tumor, alterações na integridade do DNA, metilação anormal dos genes, alterações em microssatélites e alterações nos cromossomas, podem ser detectadas usando ctDNA (Kim & Park, 2023).
Figuras 3 e 4: Deteção de DNA Tumoral Circulante (ctDNA) em biópsia líquida (Lorentzen, 2022);
Exossomas: Os exossomas são um subtipo de vesículas extracelulares secretadas por endocitose que atuam como mediadores na comunicação intercelular, cuja principal função é o transporte de diversas moléculas funcionais, como proteínas, lípidos, ácidos nucléicos (DNA, mRNA e RNA não codificante) e metabolitos. Exossomas derivados de células tumorais, estromais e imunes contribuem para a progressão do cancro, bem como para a resistência à terapia. A síntese destas vesículas inicia-se com o recrutamento do conteúdo vesicular, seguido da invaginação de corpos multivesiculares (endossomas especializados), o que leva à formação de vesículas intraluminais, que ao maturarem, são secretadas como exossomas para o espaço extracelular, após fusão dos corpos multivesiculares com a membrana plasmática da célula. (Wang et al., 2022)
Figura 5: Visão geral da biossíntese de exossomas (Wang et al., 2022).
Ao serem excretados pelas células, os exossomas carregam componentes celulares que vão desempenhar funções das suas células de origem, o que influencia diretamente as funções multifacetadas das células tumorais, como as propriedades estaminais, de proliferação, de metástase à distância, de resistência a medicamentos e de resposta imune. Os exossomas provenientes de células tumorais, que contém principalmente fibronectina e transglutaminase tecidual (tTG) induzem a transformação oncogénica de células estromais, bem como um microambiente tumoral imunossupressor. Como feedback, as vesículas provenientes de células estromais, nomeadamente de fibroblastos associados ao tumor (CAFs: cancer-associated fibroblasts), podem intensificar as propriedades malignas das células tumorais, por facilitação da angiogénese bem como do crescimento das células tumorais. Ademais, os exossomas provenientes de CAFs são também responsáveis pela regulação do comportamento das células tumorais, pela diferenciação e migração de fibroblastos naive e pela educação das células imunes (Wang et al., 2022).
Analogamente, as células imunes presentes no microambiente tumoral secretam exossomas com funções pro-tumorais, bem como funções anti-tumorais. Os macrófagos associados ao tumor (TAMs), apresentam fenótipos antitumorais M1 e pro-tumorais M2. Os exossomas derivados de M2 são capazes de influenciar múltiplas funções das células tumorais, incluindo resistência à terapêutica, proliferação e metástase, pelo que o seu bloqueio representa um importante alvo terapêutico para o tratamento do cancro (Wang et al., 2022).
Figura 6: Interações entre células estromais, células imunes e células tumorais no microambiente tumoral (Wang et al., 2022).
Figura 7: Exemplos de proteínas exossosomais que desempenham um papel importante em diferentes fases do desenvolvimento tumoral: angiogénese, transição epitélio-mesenquimal (EMT), remodelação da matriz extracelular (ECM), regulação imune relacionada ao tumor, comportamento pré-metastático e resistência terapêutica. (Wang, Huang, et al., 2022)