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Método pioneiro ajuda a avaliar como a imunoterapia altera os tumores

Fonte

Universidade Johns Hopkins

Data

sexta-feira. 22 outubro 2021 08:00

Engenheiros da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, são os primeiros a usar uma sonda óptica não invasiva para entender as complexas mudanças nos tumores após a imunoterapia, um tratamento que utiliza o próprio sistema imunológico para combater o câncer. O método combina o mapeamento detalhado da composição bioquímica dos tumores com o aprendizado de máquina.

“A imunoterapia realmente funciona como mágica e mudou fundamentalmente a maneira como vemos como o câncer pode ser tratado”, disse o Dr. Ishan Barman, professor de Engenharia Mecânica da Universidade Johns Hopkins e coautor do estudo, que foi realizado em colaboração com colegas da Universidade de Arkansas, também nos Estados Unidos, e publicado na revista científica Cancer Research. “No entanto, apenas cerca de 25% dos pacientes obtêm benefícios com isso, então há uma necessidade urgente de identificar biomarcadores preditivos para determinar quem deve receber o tratamento”, continuou o professor.

Usando uma técnica chamada espectroscopia Raman, que usa luz para determinar a composição molecular dos materiais, a equipe investigou tumores de câncer de cólon em camundongos tratados com os dois tipos de inibidores do ponto de controle imunológico usados ​​na imunoterapia, bem como em um grupo de controle de camundongos não tratados.

A espectroscopia Raman só recentemente foi otimizada para aplicações biomédicas. “Este é o primeiro estudo que mostra a capacidade dessa técnica óptica em identificar resposta precoce ou resistência à imunoterapia”, disse Santosh Paidi, um dos principais autores que trabalhou como doutorando em Engenharia Mecânica na Universidade Johns Hopkins.

Um dos benefícios da espectroscopia Raman é que ela fornece uma especificidade molecular requintada, disse o Dr. Santosh Paidi, que agora é pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia em Berkeley. “Você obtém uma assinatura molecular muito precisa”, destacou.

O método também é adequado para explorar as mudanças composicionais do microambiente tumoral, em vez de apenas as células cancerosas. “Em vez de nos concentrarmos em algumas moléculas suspeitas, estamos interessados ​​em obter uma imagem mais holística do microambiente do tumor. Isso porque o tumor não é apenas a célula maligna. O microambiente contém uma combinação complexa de estroma tumoral, vasos sanguíneos, células inflamatórias infiltrantes e uma variedade de células associadas. Nossa ideia é adotar essa abordagem e sistematizá-la para que possa ser usada por médicos para determinar se a imunoterapia será benéfica para o paciente”, disse o Dr. Ishan Barman.

A equipe usou os dados da espectroscopia Raman – aproximadamente 7.500 pontos de dados espectrais de 25 tumores – para treinar um algoritmo e determinar uma gama de recursos que foram induzidos pela imunoterapia. “Nossa pergunta era se podemos diferenciar os três grupos e quais são as características espectrais específicas que nos permitem diferenciá-los”, disse o Dr. Isahn Barman.

A equipe usou dados de diferentes animais para construir um classificador de aprendizado de máquina e testar seu desempenho. O objetivo era imitar a variabilidade biológica que o algoritmo encontraria quando novos dados fossem disponibilizados. “Você precisa provar, sem sombra de dúvida, que as diferenças que você está vendo são induzidas por inibidores do ponto de controle imunológico, em oposição a apenas diferenças entre dois indivíduos”, disse o professor Ishan Barman.

Os resultados foram promissores: “Fomos capazes de estabelecer que os níveis de colágeno, níveis de lipídios e níveis de ácido nucleico, bem como sua distribuição espacial no tumor, mudam significativamente quando cada terapia com inibidor do ponto de controle imunológico é administrada”, concluiu o Dr. Ishan Barman.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Johns Hopkins (em inglês).

Fonte: Kait Howard, Comunicação/Universidade Johns Hopkins.

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