Mecanismo da Metástase Peritoneal

O primeiro passo na metástase peritoneal é a esfoliação das células cancerosas dos ovários desde o tumor primário até à cavidade peritoneal. O pré-requisito para esta etapa é a perda do contacto celular entre as células cancerígenas. Como mencionado anteriormente, o cancro dos ovários pode potencialmente surgir a partir das células epiteliais da trompa de Falópio ou do epitélio da superfície ovariana. Ambos expressam o marcador epitelial clássico caderina epitelial (E-cadherin) . A E-cadherina desempenha um papel fundamental no comportamento das células epiteliais, na supressão de tumores, e na arquitectura dos tecidos através da sua função como molécula de adesão celular. Está associada ao citoesqueleto de actina através de α, β, e γ cateninas. Enquanto a E-cadherina está directamente envolvida na formação de junções aderentes entre células epiteliais adjacentes, também pode regular a formação de junções apertadas e desmosomas .

À medida que o cancro progride de uma forma benigna para uma forma maligna, as células sofrem uma transição epitelial para mesenquimal (EMT). Isto envolve alterações moleculares e morfológicas em que perdem as suas características epiteliais e ganham traços mesenquimais. Isto inclui uma perda da ligação compacta célula a célula, polaridade e forma cuboidal. As células tornam-se mais fusiformes e móveis. EMT também envolve uma mudança na expressão de marcadores epiteliais e mesenquimais . Um aspecto muito importante desta transição é a perda de expressão da E-cadherina e um aumento concomitante da expressão da caderina neural (N-cadherina). Isto resulta numa redução da interacção célula-célula entre as células cancerosas através das suas junções aderentes e um aumento da capacidade das células cancerosas de interagir com as células normais do estroma presentes no microambiente. No cancro dos ovários, a expressão da E-cadherina pode ser regulada transcrição e pós-transcrição. ZEB-1, ZEB-2, Snail, e Slug são conhecidos por reprimir a E-cadherina e podem ser regulados por vários sinais externos. As vias de sinalização que regulam a expressão de EMT e E-cadherina incluem a transformação do factor de crescimento β (TGF-β), factor de crescimento epidérmico (EGF), factor de crescimento hepatocitário (HGF), endotelina-1 (ET-1), e proteína morfogenética óssea 4 (BMP-4) . Além disso, a família de micro-RNAs miR-200 também pode regular indirectamente a TEM, visando ZEB-1 e ZEB-2, o que resulta na derepressão da E-cadherina . A diminuição da expressão da família miR-200 resultou num aumento da expressão de ZEB-1 e ZEB-2, que reprimiu a transcrição da E-cadherina e induziu o EMT no cancro dos ovários.

A perda da expressão da E-cadherina e a consequente diminuição da fixação da célula promove a disseminação das células na cavidade peritoneal. Curiosamente, a perda de expressão da E-cadherina levou a uma indução de expressão de α5-integrina . α5-integrina forma um heterodímero com β1-integrina que se liga à fibronectina e por isso é chamada receptor de fibronectina. A indução da α5-integrina não foi feita através da via canónica β-catenin. Em vez disso, foi através da via do receptor do factor de crescimento epitelial (EGFR)/focal de adesão cinase (FAK)/mitogénio activado por proteína cinase (MAPK). O aumento da expressão do receptor de fibronectina foi encontrado para ajudar as células cancerosas disseminadas dos ovários a aderir à fibronectina secretada pelas células mesoteliais que revestem o omentum e o peritoneu. Esta é uma evidência de como a perda de E-cadherina – que facilita o desprendimento – é acoplada à preparação das células para se reintegrarem no local metastásico distante.

Após as células cancerosas terem sido derramadas no líquido peritoneal, afecta significativamente o prognóstico do doente, como evidenciado pela taxa de recidivas de 29% da fase 1A do cancro dos ovários em comparação com a taxa de recidivas de 59% da fase 1C . Contudo, uma vez destacadas da massa tumoral, as células cancerígenas enfrentam vários desafios para sobreviver no líquido peritoneal. O fluido peritoneal é o resultado da secreção contínua de fluidos pelos capilares peritoneais. Isto ajuda a lubrificar os órgãos adjacentes na cavidade peritoneal e permite a absorção de factores solúveis através do peritoneu. A maioria do fluido peritoneal é devolvida à circulação através da drenagem linfática. No entanto, em doentes com cancro nos ovários, o aumento da vasculatura induzido por níveis elevados de factor de crescimento endotelial vascular (VEGF), acompanhado pelo bloqueio dos vasos linfáticos por células cancerosas, resulta na formação de ascite. Esta ascite é chamada ascite maligna devido à presença de células cancerígenas flutuantes. A ascite maligna facilita a propagação das células cancerosas por toda a cavidade peritoneal.

As células cancerosas disseminadas dos ovários que flutuam nas ascite, quer como esferóides, quer como células únicas, desenvolvem resistência aos anoikis e adquirem propriedades semelhantes às células estaminais do cancro . Curiosamente, verificou-se que a população de células estaminais unicelulares tem uma maior percentagem de células estaminais cancerígenas . As células estaminais cancerígenas enriquecidas com ascite têm uma capacidade altamente elevada para formar tumores de xenoenxertos de rato . Tal como as células estaminais cancerígenas, os esferóides flutuantes e as células únicas são resistentes à quimioterapia. A natureza compacta dos esferóides funciona como uma barreira física adicional para os agentes quimioterápicos, impedindo as células internas de se exporem ao medicamento . No seu conjunto, isto indica que as células cancerígenas flutuantes nas ascite são semelhantes a troncos e quimiorresistentes e têm o potencial de semear novos tumores metastáticos dentro da cavidade peritoneal.

Os esferóides têm níveis elevados de E-cadherina e EpCAM e concomitantemente diminuição da expressão de vimentina, metaloproteinases de matriz (MMPs), e CD44 . Portanto, as células cancerígenas metástases demonstram plasticidade em termos da sua capacidade de mudar de fenótipos epiteliais e mesenquimais, de acordo com as exigências das diferentes etapas da metástase. Para além das células cancerígenas, a ascite tem vários tipos de células normais que em conjunto formam o microambiente maligno da ascite e suportam as células cancerígenas flutuantes. Os principais tipos de células não cancerígenas incluem fibroblastos associados ao cancro (CAFs), células mesoteliais, células imunitárias, células estaminais mesenquimais, e plaquetas. Estas células podem ser associadas aos esferoides cancerígenos ou às células únicas. Podem também existir por si próprias, flutuando no fluido peritoneal. Estas células de suporte produzem um meio de factores que ajudam a sobrevivência das células cancerosas e subsequente colonização do local metastásico. Células como as plaquetas também oferecem protecção contra a vigilância imunitária através do revestimento das células cancerígenas.

Células que sobreviveram com sucesso à flutuação nos fluidos peritoneais, o próximo objectivo das células cancerígenas dos ovários metástases é ligar-se aos vários órgãos presentes na cavidade peritoneal. Micrografias electrónicas de secções de peritoneu e omento normais revelaram a arquitectura do mesotelium que as cobre. O mesotélio consiste numa monocamada de células mesoteliais que são muito unidas de ponta a ponta para formar uma barreira protectora. Estas células mesoteliais servem para fornecer uma superfície escorregadia – através da secreção de glicosaminoglicanos e lubrificantes – facilitando o movimento coelómico normal, bem como a prevenção de infecções e a fixação de células cancerosas. As células mesoteliais podem desempenhar diversas funções tais como secreção de ECMs, factores de crescimento e citocinas inflamatórias para reparação e regeneração de tecidos, proteases para fibrinólise, e prevenção de aderências . Estão também activamente envolvidas no movimento de fluidos e solutos através das cavidades serosas .

As primeiras experiências in vitro revelaram que as células cancerosas dos ovários forçam a retracção das células mesoteliais após a sua fixação ao mesotelium . Mais recentemente, Iwanicki et al. demonstraram o papel do receptor de fibronectina (α5β1-integrina) expresso na superfície das células cancerosas dos ovários, ajudando-as a fixarem-se à fibronectina segregada na superfície das células mesoteliais e promovendo o deslocamento das células mesoteliais através das forças de tracção mediadas pela miosina . Estudos posteriores revelaram que as células cancerosas dos ovários com um fenótipo mesenquimal tinham uma maior propensão para a depuração mesotelial . Verificou-se que a secreção de fibronectina pelas células mesoteliais era induzida pela sua interacção com as células cancerosas dos ovários metastasisantes. A TGF-β segregada pelas células cancerosas activou uma via de sinalização mediada por RAC1/SMAD nas células mesoteliais, que resultou na upregulação transcripcional do gene fibronectina e também induziu um fenótipo semelhante ao EMT nas células mesoteliais . Isto provavelmente ajudaria na subsequente depuração mesotelial e também pode potencialmente servir como fonte de fibroblastos associados ao cancro no microambiente do tumor metastático .

A expressão aumentada do receptor de fibronectina nas células cancerosas dos ovários é também benéfica no acoplamento da ligação à sinalização do factor de crescimento para promover a metástase. A inibição da interacção da α5β1-integração nas células cancerosas com a fibronectina na superfície do omento e peritoneu em modelos de xenoenxerto de rato de metástase do cancro dos ovários resultou numa diminuição da carga metastática, tanto em cenários de prevenção como de intervenção. Uma vez que a inibição da α5β1-integrina também pode inibir a angiogénese, investigou-se mais aprofundadamente se os efeitos sobre a metástase se deviam na realidade à perturbação da interacção da célula cancerígena humana α5β1-integrina com a fibronectina ou a da célula endotelial do rato α5β1-integrina. O efeito de um anticorpo anti-murina α5β1-integrina foi comparado com o do anticorpo anti-humano α5β1-integrina bloqueador. Curiosamente, o anticorpo bloqueador do murino não mostrou qualquer efeito significativo e, portanto, confirmou o papel-chave das interacções da célula cancerígena α5β1-integrina com a fibronectina do microambiente na promoção da metástase do cancro dos ovários . Investigações posteriores revelaram que a activação da α5β1-integrina resultou na activação e fosforilação da tirosina receptora quinase c-Met independente do seu factor de crescimento liga-hepatócito (HGF) . Esta ligação induziu a activação do receptor do factor de crescimento, levando a uma maior invasividade e crescimento através da subsequente activação das vias de sinalização FAK/Src nas células cancerígenas. A expressão de um FAK constitutivamente activo poderia anular os efeitos inibidores do anticorpo bloqueador de integração α5β1 nas células cancerosas dos ovários .

Um outro efeito da adesão das células cancerosas dos ovários à superfície do omento é o aumento da secreção da protease extracelular MMP-2. Ela cliva a fibronectina e a vitronectina presentes na superfície do mesotelium em fragmentos mais pequenos, o que aumenta a ligação das células cancerosas a estes ECMs através dos seus receptores específicos de integrina α5β1-integrina e αvβ3-integrina, respectivamente . A inibição da MMP-2 nas células cancerosas dos ovários como medida preventiva inibiu a sua aderência ao omento em ratos nus. No entanto, o MMP-2 hospedeiro não desempenhou um papel neste processo, como evidenciado nas experiências de xenoenxerto de rato nocturno MMP-2 .

Após as células cancerígenas se ligarem às células mesoteliais na superfície do omento, iniciam um processo de adaptação ao novo microambiente do local de metástase. Como evidenciado pelas interacções entre as células cancerígenas ECM e as suas consequências acima referidas, interacções recíprocas mais produtivas entre as células cancerígenas e o seu novo microambiente são essenciais para o estabelecimento bem sucedido dos tumores metastáticos. As células cancerígenas têm de reverter de anoikis sobreviventes enquanto flutuam no fluido peritoneal para um crescimento ligado na presença de novos ECM e factores de crescimento disponíveis no microambiente do omentum e do peritoneum. Isto envolve alterações significativas nos perfis de expressão genética das células cancerosas colonizadoras e, portanto, envolveria a activação/repressão de reguladores transcripcionais/tradicionais dependentes de sinais microambientais. Um desses importantes reguladores translacionais microambientais regulados foi o micro-RNA miR-193b . miR-193b é um micro-RNA supressor de tumores que se verificou estar desregulado no cancro dos ovários metástaseador na sua interacção com as células mesoteliais que cobrem a superfície do omentum. Esta desregulação promoveu o crescimento e a invasividade das células cancerígenas in vitro,a colonização do omento humano ex vivo,e a diminuição da metástase nos omentos de camundongos. Curiosamente, a desregulamentação miR-193b foi induzida pela hipermetrotilação do seu promotor como resultado da conversa cruzada entre as células cancerígenas e as células mesoteliais. A hipermetrotilação do promotor foi catalisada pelo aumento da expressão de DNMT1 nas células cancerosas estimuladas pela sua interacção com o mesotélio . Uma diminuição na expressão de miR-193b resultou num aumento da expressão da uroquinase, que mediou os efeitos funcionais de miR-193b na colonização metastática do omento .

As células cancerosas adaptam-se ao novo microambiente do sítio metastático e começam a proliferar, também recrutam células normais residentes e não residentes e convertem-nas no estroma associado ao tumor ou ‘estroma activado’ . É bem conhecido que os tumores consistem em 10-50% de células não cancerígenas ou o estroma do tumor. Os principais componentes deste estroma tumoral são os fibroblastos associados ao cancro (CAFs), macrófagos associados ao tumor (TAMs), e outras células imunitárias, células endoteliais, pericócitos, adipócitos, proteínas de matriz extracelular, etc. . Todos estes componentes do estroma são essenciais para o crescimento e progressão bem sucedida dos tumores, uma vez que são uma fonte crítica de crescimento e factores trópicos, ajuda na evasão da vigilância imunitária, angiogénese, remodelação do ECM, invasividade, etc. Portanto, o eventual sucesso das células cancerígenas na colonização do omento dependerá da sua capacidade de desenvolver um estroma tumoral activo.

As células cancerígenas dos ovários metástases foram encontradas para recrutar os fibroblastos normais residentes na membrana do porão do omento e reprogramá-los em CAFs. Esta reprogramação foi impulsionada pela diminuição da expressão de miR-214, miR-31, e por um aumento da expressão de miR-155 nos fibroblastos normais induzidos pelas células cancerígenas. As FAC resultantes promoveram a migração das células cancerosas dos ovários, a invasão, e a formação de colónias in vitro e o crescimento de tumores e metástases in vivo. Curiosamente, as FACs poderiam ser convertidas de novo em fibroblastos normais pela sobreexpressão combinada de miR-214 e miR-31 e pela inibição de miR-155. Os micro-RNAs mediaram os seus efeitos através de uma série de alvos, a maioria dos quais foram identificados como quimiocinas e citoquinas. O principal mediador foi encontrado no CCL5, que era um alvo directo da miR-214. A inibição do CCL5 em ratos nus injectados com uma mistura de células cancerosas dos ovários e de FAC diminuiu significativamente a capacidade dos FAC para promover o crescimento tumoral e a metástase .

Um importante e abundante componente celular do omento é o adipócito. Até recentemente, não se sabia muito sobre o papel directo dos adipócitos omentais na promoção da metástase do cancro dos ovários para o omentum, embora esteja bem estabelecido que o omentum é um dos principais locais de metástase do cancro dos ovários e que é um tecido predominantemente gordo. O grupo do Dr. Lengyel continuou a demonstrar que os adipócitos omentais secretam adipocitos que promovem a metástase das células cancerosas dos ovários para o omento. As células cancerígenas, posteriormente, poderiam induzir a reprogramação metabólica dos adipócitos e induzir a lipólise nos mesmos. Os adipócitos, por sua vez, induziram a expressão de FABP4 – um transportador de ácidos gordos – nas células cancerígenas. Como resultado disto, as células cancerígenas absorvem eficazmente os ácidos gordos livres libertados pelos adipócitos e utilizam-nos como fonte de energia e blocos de construção para impulsionar o crescimento tumoral. Isto explica porque é que o tumor de omento é geralmente o maior na cavidade peritoneal, com o omento inteiro por vezes a ser convertido num bolo sólido e duro de omentalismo. Nessa altura, todos os adipócitos foram esgotados e utilizados para o crescimento do tumor metastásico.