Microambiente tumoral e comunicação celular em metástases na medula óssea

Abstract

Um tumor primário pode ser Caracterização pelo crescimento de células cancerígenas localizadas em algum tecido ou órgão. Quando essas células tumorais se disseminam pela circulação sanguínea, elas colonizam regiões distantes em relação ao tumor inicial, caracterizando o processo de metástase. Alguns órgãos são mais suscetíveis a esse processo, como os pulmões e a medula óssea. A medula óssea é um tecido especializado localizado no interior dos ossos responsáveis pelo processo de hematopoiese. À medida que as células tumorais interagem com os componentes celulares da medula, a hematopoiese está comprometida. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é identificar quais são as populações celulares mais evidentes nesse microambiente, buscando identificar quais são os genes alterados e quais são as vias de sinalização responsáveis por processos relacionados à imunossupressão, evasão do sistema imunológico e estabelecimento de novas metástases. A metodologia consiste na revisão de dados de célula única que englobam medulas ósseas acometidas por metástase, utilizando o RStudio e os pacotes capazes de realizar as análises de interesse, como o ClusterProfiler, a função richGO e o algoritmo CellComm. A análise dos genes expressos por diversos tipos de genes celulares, como o CXCL12 e GIMAP7, que favorecem a migração celular para o microambiente e a disfunção dos linfócitos T, respectivamente. Além disso, redes de comunicação celular que envolvem os ligantes MIF e CXCL2, responsáveis pelo estabelecimento de um cenário inflamatório, também foram identificadas pela CellComm. Sendo assim, esses resultados fornecem um panorama mais detalhado a respeito das alterações que ocorrem na medula óssea acometida pela presença de células tumorais disseminadas, possibilitando a realização de experimentos como intenção de verificar como essas mudanças impactam a dinâmica da medula.

Abstract: A primary tumor can be characterized by the growth of cancer cells located in some tissue or organ. When these tumor cells spread through the bloodstream, they colonize distant regions in relation to the initial tumor, characterizing the process of metastasis. Some organs are more susceptible to this process, such as the lungs and bone marrow. Bone marrow is a specialized tissue located inside the bones responsible for the process of hematopoiesis. As tumor cells interact with the cellular components of the marrow, hematopoiesis is compromised. Therefore, the aim of this study is to identify which cell populations are most evident in this microenvironment, seeking to identify altered genes and signaling pathways responsible for processes related to immunosuppression, evasion of the immune system, and the establishment of new metastases. The methodology consists of the reanalysis of single-cell data encompassing bone marrow affected by metastasis, using the RStudio programming environment and packages capable of performing the analyses of interest, such as ClusterProfiler, enrichGO, and the CellComm algorithm. The analysis of genes expressed by various cell types identified genes such as CXCL12 and GIMAP7, which favor cell migration to the microenvironment and dysfunction of T lymphocytes, respectively. In addition, cellular communication networks involving the ligands MIF and CXCL2, responsible for the establishment of intermittent inflammation, were also identified by CellComm. Thus, these results provide a more detailed overview of the alterations that occur in bone marrow affected by the presence of disseminated tumor cells, enabling the conduct of experiments to investigate how these changes impact the dynamics of the marrow.