A Matemática pode ajudar no ataque aos tumores cancerígenos!

Uma fusão de matemática e medicina pode ajudar a melhorar a eficácia das imunoterapias, tratamentos potencialmente salvadores de vidas que aumentam a capacidade do sistema imunológico do paciente de atacar tumores cancerígenos.

Matematica + medicina = tumores cancerígenos

Ao criar modelos matemáticos que representam as interações complexas no microambiente do tumor (TME) – células não mutadas, tecidos conjuntivos e vasos sanguíneos dentro de um tumor maligno – os pesquisadores do Massachusetts General Hospital (MGH) e Harvard Medical School (HMS) podem prever como os tumores podem responder à imunoterapia e como a adição de outros medicamentos anticâncer pode levar a um melhor tratamento. Além disso, os modelos sugerem que a saúde relativa do suprimento sanguíneo de um tumor pode prever como esse tumor responderá à imunoterapia.

Inibidores do ponto de verificação imune, como Keytruda (pembrolizumab) e Opdivo (nivolumab), melhoraram bastante o tratamento de mais de uma dúzia de doenças malignas, incluindo câncer de pulmão, câncer de rim e melanoma, mas mesmo nesses cânceres, apenas uma minoria de pacientes se beneficia dessas imunoterapias.

“Estima-se que 87% dos pacientes atualmente não obtenham benefícios a longo prazo da monoterapia com bloqueadores do ponto de verificação imune. Portanto, novas estratégias terapêuticas são necessárias para melhorar as taxas de resposta em pacientes resistentes à inibição do ponto de verificação imune”, explica o co-autor do estudo o Dr Rakesh K Jain, do Departamento de Oncologia Radiológica da MGH e HMS.

A perfusão sanguínea prejudicada (o fluxo sanguíneo através dos vasos nos tecidos) é uma característica comum de muitos tipos de tumores que limita a capacidade dos medicamentos de atingir células malignas e resulta em hipóxia – níveis anormalmente baixos de oxigênio que, por sua vez, podem levar à supressão da resposta imune. Para resolver esse problema, o Dr Jain e sua equipe usaram uma combinação de técnicas de biologia computacional e de sistemas para desenvolver um modelo para determinar se a “normalização” dos vasos sanguíneos e estroma (tecidos conjuntivos) nos tumores cancerígenos poderia melhorar a eficácia da imunoterapia.

Embora outros pesquisadores tenham desenvolvido modelos matemáticos em nível de sistema para prever a resposta do tumor aos inibidores do ponto de verificação imune, o deles é o primeiro a incorporar componentes e interações cruciais das células com o TME, bem como mecanismos conhecidos de resposta imune para explicar como o TME pode afetar adversamente a eficácia da imunoterapia e prever a resposta do tumor aos inibidores do ponto de verificação.

É importante ressaltar que o estudo também aponta para estratégias potenciais para normalizar o TME para melhorar a resposta à imunoterapia. Por exemplo, a normalização do estroma com medicamentos comuns para o tratamento da pressão alta pode melhorar o tratamento de tumores desmoplásicos, marcados por tecidos densos e vasos sanguíneos comprimidos, altamente abundantes, mas desorganizados.

Por outro lado, a perfusão em tumores com vasos sanguíneos abertos e com vazamento pode ser melhorada com medicamentos antiangiogênicos em baixa dose atualmente disponíveis no mercado, permitindo uma melhor administração de imunoterapia aos tecidos alvo.

A identificação da perfusão tumoral como chave para a eficácia da imunoterapia sugere que a perfusão poderia servir como um biomarcador de resposta aos agentes imunoterapêuticos.

 

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O estudo completo foi publicado na revista médica científica Proceedings of the National Academy of Sciences.

* “Combining microenvironment normalization strategies to improve cancer immunotherapy” – 2020.

Autores do estudo: Fotios Mpekrisa, Chrysovalantis Voutouria, James W. Baishb, Dan G. Dudac, Lance L. Munnc, Triantafyllos Stylianopoulosa, Rakesh K. Jain – 10.1073/pnas.1919764117