Uma célula em detalhe

Biologia Tumoral e Biomarcadores

O grupo de Biologia Tumoral e Biomarcadores desenvolve atividades multidisciplinares contribuindo para o estudo do câncer sob diversas perspectivas. Atualmente, desenvolve modelos pré-clínicos com o estabelecimento e a caracterização de novas linhagens celulares, organoides e plataformas de xenoenxertos derivados de tumores humanos (PDX). Estas ferramentas são importantes para a descoberta de mecanismos moleculares relacionados ao desenvolvimento dos tumores e a identificação de alterações, que podem servir de alvo para novos medicamentos. Os modelos pré-clínicos também podem ser utilizados para testes de novas terapias ou reposicionamento de drogas (quando um medicamento já indicado para um tipo de tumor é utilizado em outro). 

O grupo estuda ainda como mutações no DNA associadas ao câncer alteram o funcionamento das células modificando seu crescimento, migração e capacidade de invadir outros tecidos e gerar vasos sanguíneos. Alterações nas vias de sinalização celular, particularmente em proteínas quinases, são de grande interesse do grupo, que tem como objetivo usar estas proteínas como alvos terapêuticos para o desenvolvimento de novos compostos para o tratamento do câncer.

Pesquisas para entender alterações no controle do processo de tradução do RNA mensageiro e síntese de proteínas no contexto tumoral adicionam uma nova camada de informações sobre a doença. Estes achados permitem identificar o perfil molecular de cada tumor e as diferenças encontradas apoiam a proposta de novas abordagens terapêuticas em oncologia.

O grupo também está envolvido no entendimento do papel das vesículas extracelulares (VEs) e de células tumorais circulantes (CTCs) como biomarcadores (biópsia líquida) de resistência ao tratamento ou de recidiva do tumor, alguns dos maiores limitantes no controle da doença oncológica. CTCs e VEs também atuam no processo metastático e o melhor conhecimento destes atores pode contribuir para ampliar o tratamento da doença metastática. 

Para lidar com a grande quantidade e heterogeneidade de informações moleculares descritas acima, a área de biologia de sistemas tem assegurado a integração de dados e o desenvolvimento de modelos e algoritmos computacionais que permitam a identificação de novos biomarcadores que contribuam com a oncologia de precisão e tragam benefícios diretos aos nossos pacientes. 

Julia Schroder Cassim - Auxiliar de Laboratório

Katia Klug Oliveira - Técnico Científico III

Pós-doutorado

Dra. Ana Paula Wasilewska Sampaio
Dr. Cleiton Fagundes Machado
Dr. Dominique Michel Gwen Bourgeon
Dra. Fernanda Cristina Sulla Lupinacci
Dra. Fernanda Salgueiredo Giudice
Dra. Flávia Regina Souza Lima
Dr. Flavio Henrique Beraldo de Paiva
Dra. Glaucia Noeli Maroso Hajj
Dra. Iara Ribeiro Silva
Dra. Kil Sun Lee
Dra. Leandra Ernst Kerche
Dr. Marcos Vinícios Salles Dias
Dra. Marilene Hohmuth Lopes
Dr. Martín Roffé
Dr. Tiago Góss dos Santos

Doutorado

Alice Múglia Thomaz da Silva Amâncio
Ana Lucia Beirão Cabral
Angelita Gonzalez Muras
Antuani Rafael Baptistella
Bianca Luise Teixeira
Bianca Troncarelli Flores
Bruna Roz Rodrigues
Bruno Costa da Silva
Carlos Eduardo Caiado Anunciação
Cinthia Guiso da Cunha Couto
Denise Harumi Silva Yamashita
Edson Kuatelela Cassinela
Elen Alves de Sousa
Emne Ali Abdallah
Giovanna de Brito
Helen Barbara Stamboni
Hermano Martins Bellato
Marcello Ferretti Fanelli
Mérin Barbara Stamboni
Michele Christine Landemberger Rando
Nicolle Gilda Teixeira de Queiroz
Rodrigo Teodoro Cartaxo
Rosa Maria Rodrigues Pinto Santos Castro
Silvio Marques Zanata
Thiago Bueno de Oliveira
Tonielli Cristina Sousa de Lacerda

Mestrado

Ágatha Nagli de Mello Gomes
Alexcia Camila Braun
Arthur Alvarenga
Arthur William Alvarenga
Bárbara de Lima Brito
Bianca de Cássia Troncarelli de Campos Parra Flores
Bruna Maria Malagoli Rocha
Danielle Pereira Nascimento
Dayane de Fátima Schmidt
Eduardo Machado
Fatima Moussa
Gabriela Madureira da Silva
José Gabriel Rodrígues Tarazona
Jose Luiz Gasparini Junior
Juliana Rocha Batista Belmiro
Junanier Romão Cruz
Kathleen Kindlmann
Kátia Cristina Camondá Braz
Leando Spinelli
Luana Campos Soares
Marcelo Hajime Kohayagawa
Matheus Henrique Alves de Lima
Milena Shizue Tariki
Pamela Andrade Lourenço Pereda
Paula do Amaral Costa Ribeiro
Priscila Samara Saran
Regina Attie
Zanith da Silva Prado Cook

Iniciação Científica

Arielly da Hora Alves
Camila Pinto Arantes
Carolina Gimiliani Lembke Horta
Fernanda Bignardi Baucia
Gabriel Lourenço Mancini
Guilherme Vecchi Lucio Tomaz
Letícia Zorante de Lucena
Luiza Bitencourt de Carvalho Terci Coimbra
Mônica Teixeira Andrade Leal
Priscila Ayumi Kubota
Rafaella Ormond Sampaio
Rogério da Silva Fonseca
Tatiana Takiishi

Linhas de pesquisa

A biologia de sistemas é uma área multidisciplinar, integrativa e dinâmica que busca o entendimento da complexidade dos sistemas biológicos. A construção de modelos computacionais que lidem com grandes quantidades de informações como alterações gênicas, vias de sinalização celular e outros mecanismos estudados pelo grupo, permite a estratificação de pacientes com base em perfis moleculares e, por exemplo, resposta a tratamento e a descoberta de novos biomarcadores. As linhas de pesquisa do grupo envolvem o desenvolvimento de métodos para integração de dados, inteligência artificial aplicada a imagens clínicas e modelagem molecular.

São células liberadas pelo tumor na corrente sanguínea, por exemplo, e que têm potencial para formar metástases, além de serem importantes biomarcadores da presença e evolução da doença. O grupo está detectando estas células em sangue de pacientes com diversos tipos de tumores desde 2012 por meio da biópsia líquida. Neste sentido, a análise das CTCs apoia o entendimento da doença e monitora a resposta ao tratamento quimioterápico de forma rápida e pouco invasiva quando comparada à biópsia tradicional.

As proteínas representam os produtos finais de praticamente todos os genes e atuam na maioria das funções celulares. A síntese de proteínas a partir do seu gene envolve um processo chamado tradução, no qual uma molécula mensageira (mRNA) leva a informação do gene e serve como molde para a produção da sua proteína correspondente. Se houver alguma falha nesse processo, proteínas importantes não são sintetizadas ou são produzidas em excesso. Essa perda de controle da síntese das proteínas pode levar ao desenvolvimento do câncer. Por isso, é de fundamental importância entender os mecanismos de controle da tradução de mRNAs em proteínas e identificar quais os mRNAs que estão sendo efetivamente traduzidos (gerando proteínas). Entender como isso acontece permite que novos agentes terapêuticos possam ser desenvolvidos. O grupo tem trabalhado ativamente para desenvolver uma nova metologia que permita a identificação destes mRNAs em amostras de tumores, a fim de melhorar a compreensão de como está ocorrendo o desbalanço na produção de novas proteínas e como restaurar os mecanismos de controle de síntese, impedindo o avanço da doença.

Os modelos tumorais in vitro (fora de um organismo) são essenciais para o estudo de diferentes alterações genéticas envolvidas no processo de formação de um tumor. As culturas de células obtidas a partir de um tumor são modelos in vitro que retêm várias características do tumor original e permitem o teste de novas drogas em grande escala. O grupo também tem trabalhado para estabelecer novas técnicas de cultivo de tumores in vitro, como os organoides. Estes são estruturas tridimensionais (ao contrário das culturas convencionais que são geradas em camadas únicas de células) formadas por células tumorais e outras células presentes no microambiente tumoral. Quando organizadas nesse tipo de estrutura, os organoides preservam grande parte das características originais do tumor, incluindo a heterogeneidade tumoral, e, portanto, são modelos de pesquisa mais robustos. Atualmente, o grupo está desenvolvendo linhagens/organoides de glioblastoma, mesotelioma, sarcoma e câncer renal, que estão sendo caracterizados molecularmente e usados para estudos funcionais, que avaliam como as funções celulares estão afetadas nos tumores.

Modelos animais para estudos do câncer são importantes para desenvolver novas estratégias de tratamento dos pacientes. Os xenoenxertos, modelo que se baseia na implantação de fragmentos de tumores humanos em camundongos, conservam as características do tumor original. Com isso, é possível estudar as diferenças que existem em cada tumor com potencial para, no futuro, oferecer o melhor medicamento para o tratamento dos pacientes.

As células são capazes de se comunicar por meio de sinalizações químicas criadas por um “network” de moléculas, principalmente proteínas, que permitem uma integração de diferentes informações, por exemplo, do ambiente externo, para gerar respostas coordenadas. As vias de sinalização são responsáveis por regular atividades essenciais das células, como crescimento, diferenciação e morte celular. Quando uma proteína de uma via de sinalização sofre a alteração, o funcionamento das células e as estruturas de que elas participam (por exemplo, tecidos e órgãos) são modificados ou perdidos. Existem alterações em componentes dessas vias de sinalização em todos os tumores, o que permite estabelecer estratégias terapêuticas que têm estas alterações como alvo específico. Atualmente, vários dos fármacos utilizados para tratar tumores foram desenvolvidos usando esta lógica.

A utilização de técnicas de biologia celular/molecular e proteômica para a compreensão da biologia tumoral pode facilitar a classificação e diagnóstico dos tumores, fornecendo informações para a determinação de fatores prognósticos e evidências para o desenvolvimento de novas terapias. O grupo tem interesse em tumores de glândula salivar e carcinoma epidermoide oral.

As células tumorais são caracterizadas por um grande número de alterações no DNA. Apesar do avanço tecnológico na identificação dessas alterações, nem sempre é possível predizer suas consequências e sua relação com o processo tumoral. Assim, um dos principais tópicos da pesquisa do grupo é entender como estas alterações genéticas estão envolvidas com o desenvolvimento do câncer. Para isso, o grupo usa técnicas robustas que permitem gerar modelos celulares e em animais que mimetizam as alterações específicas encontradas em cada tumor, o que possibilita estudar os efeitos destas alterações no funcionamento normal das células. Dentre as estratégias usadas para gerar estes modelos celulares com mutações específicas no DNA está a técnica de CRISPR/Cas9, uma ferramenta atual e promissora nos estudos do câncer.

Atualmente, existe um enorme desafio para melhorar o diagnóstico do câncer em estágios iniciais, bem como acompanhar a efetividade do tratamento de maneira menos invasiva, mais sensível e com baixo custo. Na biópsia líquida, é possível encontrar pequenas partículas liberadas por células na circulação (as vesículas extracelulares), que são investigadas pelo grupo devido à sua capacidade de carregar moléculas que podem modificar as células tumorais e as que compõem o microambiente tumoral; e promover, dentre outras coisas, a resistência ao tratamento e o processo de invasão do tumor (metástase). Estas vesículas estão sendo estudadas pelo seu potencial de uso como marcadores circulantes de prognóstico da doença tumoral ou ainda como alvos de terapia para a inibição do processo metastático.