Trapping metastatic cancer cells with mechanical stimuli: adjuvant therapy with implantable materials to prevent tumor relapse

Introdução: Os tratamentos atuais para o cancro têm resultados geralmente positivos, mas frequentemente são ineficazes contra tumores metastáticos. A eficácia do tratamento pode ser melhorada por meio de um dispositivo implantável carregado com quimioatractivos, destinado a capturar células metastáticas resistentes ao tratamento primário e responsáveis pela recidiva do tumor, prevenindo, assim, a sua propagação descontrolada. No entanto, os compostos químicos encapsulados podem ter efeitos adversos em outras células, causando respostas indesejadas, e os gradientes gerados podem evoluir de forma imprevisível. Perante esses desafios, são necessárias novas soluções que garantam a eficácia e segurança na captura das células metastáticas.

Objetivos: O presente estudo pretende desenvolver um dispositivo implantável para capturar células metastáticas, fabricado com materiais biocompatíveis, e que seja altamente efetivo e específico para as células tumorais. Os dispositivos retêm as células utilizando uma matriz de micro-estímulos mecânicos baseada no método da “ratchetaxis” de modo a dirigir a migração das células, tornando-as altamente estáveis e não tóxicas em comparação com as abordagens bioquímicas atuais.

Material e Métodos: Procedimentos de microfabricação foram utilizados para construir os dispositivos. Foram utilizadas células de cancro de mama (MDA-MB-231, MCF7, MCF10A) com diferentes capacidades metastáticas. Os esferoides tumorais foram cultivados em microplacas não aderentes. A eficácia dos dispositivos foi avaliada por microscopia óptica, imunomarcação, e métodos biofísicos avançados.

Resultados: Verificou-se a boa eficiência de captura dos dispositivos com células metastáticas. Importante, os dispositivos demonstraram ser menos eficazes quando se direcionava células não metastáticas e não tumorigénicas, realçando a sua particular adequação para capturar exclusivamente células cancerígenas altamente invasivas. Os dispositivos também demonstraram uma notável capacidade de restringir a disseminação de células cancerígenas quando microesferoides tumorais foram utilizados, reduzindo, assim, sua capacidade invasiva.

Conclusão: Os nossos dispositivos de micro-estímulos mecânicos podem capturar células cancerígenas altamente metastáticas, melhorando assim o tratamento e possibilitando a deteção precoce do cancro. Estes dispositivos podem ser uma abordagem complementar, antes ou após tratamentos primários, e permitem isolar células cancerígenas para posteriores análises, proporcionando uma maior compreensão da biologia e do comportamento dessas células.

Esta trabalho foi financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do programa CEEC Individual 2017 (CEECIND/00352/2017) e do projeto IC&DT RECOVER (2022.02260.PTDC).