Identificação de células-tronco de glioblastoma multiforme humano pela formação de neuroesferas em gotas suspensas

Abstract

O glioblastoma (GBM) é o tipo mais agressivo e letal de câncer cerebral, conhecido por seu rápido crescimento e resistência a tratamentos convencionais como cirurgia, radioterapia e quimioterapia. Este estudo investiga as características das células de GBM em duas condições: culturas bidimensionais, que cobrem totalmente a superfície da garrafa em que foram cultivadas, e tridimensionais, com neuroesferas formadas em gota suspensa, que são usados para estudar a autorrenovação e diferenciação celular. A pesquisa foca em identificar células-tronco cancerígenas (CTCs), principais responsáveis pela recidiva do tumor, através de marcadores moleculares específicos. A formação das neuroesferas indica que podem existir CTCs na massa tumoral. Com isso, foi avaliada a proliferação celular em neuroesferas de três linhagens: GBM1, linhagem primária, A172 e U87, linhagens comerciais. As linhagens de GBM1 e A172 apresentaram níveis semelhantes de proliferação na condição de neuroesfera, enquanto U87 mostrou uma baixa proliferação celular em relação às demais linhagens. Após a formação das neuroesferas, o RNA mensageiro de GBM1 e U87 foram extraídos e dosados para identificar e comparar a expressão dos marcadores moleculares nas diferentes condições de cultivo. Foram selecionados marcadores característicos de CTCs, que incluem CDH2, MDR1, MSI2, NANOG e VIM, e são associados a funções como adesão intercelular, resistência a drogas, regulação da tradução de RNAs mensageiros, manutenção e autorrenovação de CTCs e características invasivas de células tumorais. As células em condições bidimensionais apresentaram níveis de expressão gênica menores do que as células em condições tridimensionais. Entretanto, as neuroesferas apresentam apenas um resultado preliminar, uma vez que estas não obtiveram uma dosagem de mRNA suficiente. O método de formação de neuroesferas em gotas suspensas mostrou-se relevante para compreender o comportamento celular no tumor, assim com a influência das CTCs, mas ainda há limitações, como a ausência de angiogênese. Os resultados ainda indicam a relevância do método de formação de neuroesferas, uma vez que as diferentes condições fisiológicas podem alterar o microambiente tumoral aumentando ou diminuindo a expressão de determinados marcadores que contribuem com a agressividade do GBM. O método pode se tornar um complemento nos estudos de células tumorais convencionais, indicando sua importância para pesquisas futuras.

Abstract: Glioblastoma (GBM) is the most aggressive and lethal type of brain cancer, known for its rapid growth and resistance to conventional treatments such as surgery, radiotherapy, and chemotherapy. This study investigates the characteristics of GBM cells in two conditions: two-dimensional cells, which completely cover the surface of the bottle in which they were cultured, and neurospheres formed in a hanging drop, which are used to study cell self-renewal and differentiation. The research focuses on identifying cancer stem cells (CTCs), responsible for tumor recurrence, through specific molecular markers. The formation of neurospheres indicates that CTCs may exist in the tumor mass. With this, cell proliferation was evaluated in neurospheres of three strains: GBM1, primary strain, A172 and U87, commercial strains. The GBM1 and A172 strains showed similar levels of proliferation in the neurosphere condition, while U87 showed low cell proliferation compared to the other strains. After the formation of neurospheres, GBM1 and U87 RNA extracted and measured to identify and compare the expression of molecular markers in different culture conditions. Markers characteristic of CTCs selected, which include CDH2, MDR1, MSI2, NANOG and VIM, and are associated with functions such as intercellular adhesion, drug resistance, regulation of translation of messenger RNAs, maintenance and self-renewal of CTCs and invasive characteristics of tumor cells. Cells in two-dimensional conditions showed lower gene expression levels than cells in three-dimensional conditions. However, neurospheres only presented a preliminary result since they did not obtain a sufficient mRNA dosage. The method of neurosphere formation in hanging drops proved to be relevant for understanding cell behavior in the tumor, as well as the influence of CTCs, but there are still limitations, such as the absence of angiogenesis. The results also indicate the relevance of the neurosphere formation method, since different physiological conditions can alter the tumor microenvironment by increasing or decreasing the expression of certain markers that contribute to GBM aggressiveness. The method can become a complement in studies of conventional tumor cells, indicating its importance for future research.