A evolução da resistência a doenças, desde doenças infecciosas até cânceres, representa um desafio formidável.
Apesar da expectativa de que as mutações que conferem resistência diminuiriam na ausência de tratamento devido a uma taxa de crescimento reduzida, a resistência preexistente é generalizada em doenças que evoluem — como câncer e patógenos — desafiando a sabedoria convencional.
No câncer, é bem sabido que pequenas quantidades de células resistentes a medicamentos provavelmente existem em tumores mesmo antes de serem tratados. Em algo paradoxal, antes do tratamento, esses mutantes têm sido repetidamente mostrados como tendo menor aptidão do que as células ancestrais circundantes das quais surgiram. Isso leva a um cenário que parece quebrar as regras de Darwin: por que essas células menos aptas sobrevivem?
Em um novo estudo, pesquisadores da Case Western Reserve University e da Cleveland Clinic revelam uma descoberta fascinante: as interações entre esses mutantes e seus ancestrais, como duas espécies em um ecossistema, podem ser a chave para entender esse paradoxo.
Suas descobertas sugerem que essas interações ecológicas desempenham um papel fundamental na redução dos custos da resistência, fornecendo um caminho para a sobrevivência da resistência preexistente. E não apenas no câncer de pulmão, mas em vários contextos biomédicos onde a resistência a medicamentos é um desafio, incluindo outros tipos de câncer, patógenos e até parasitas.
O estudo
Combinando simulações de computador e resultados analíticos, o estudo estabelece uma estrutura matemática para examinar o impacto dessas interações ecológicas na dinâmica evolutiva da resistência.
“Esta é uma descoberta realmente empolgante porque resolve algumas divergências fundamentais entre a genética populacional clássica e a ecologia teórica”, disse o principal pesquisador do estudo, Jacob Scott, médico-cientista da Cleveland Clinic e professor associado de física e medicina na Case Western Reserve. Scott também é diretor associado de ciência de dados no Case Comprehensive Cancer Center.
O estudo também destaca a relevância clínica dessas descobertas por meio da engenharia genética de mecanismos comuns de resistência observados no câncer de pulmão de células não pequenas, uma doença conhecida pela resistência preexistente a terapias direcionadas e a principal causa de morte por câncer nos Estados Unidos.
Cada linhagem de células cancerígenas geneticamente modificadas experimentou um benefício por estar com seu ancestral, no ensaio do jogo evolutivo do grupo, quando cultivada com seu ancestral sensível ao tratamento, exatamente como a nova teoria previu — encerrando o paradoxo.
“Nossas descobertas oferecem uma nova hipótese atraente para o motivo pelo qual a resistência ao tratamento é tão comum: as células resistentes são salvas da extinção pelas outras células que as cercam por meio de um mecanismo ecológico”, disse Jeff Maltas, autor principal do estudo e pesquisador de pós-doutorado na Case Western Reserve. “Esses resultados fornecem uma nova estratégia de tratamento: projetar tratamentos que interrompam a interação ecológica que permite que a resistência ganhe uma posição em primeiro lugar, em vez de desenvolver novos medicamentos para populações cada vez mais resistentes.”
Esta pesquisa multidisciplinar, incluindo física, genética, ecologia teórica e oncologia matemática, publicada em Vida PRXrepresenta um passo significativo para entender a evolução da resistência. A esperança é que isso possa levar a abordagens inovadoras para combater o câncer e doenças infecciosas, disseram os pesquisadores.
