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Journal club 09

Macrófagos derivados de monócitos promovem aumento da metástase óssea em câncer de mama

Journal Club  30.09.2020 – Apresentadores: Luiz Felipe de Araújo e Mateus Silveira Freitas

Editado por Ademilson Panunto-Castelo e Vânia Luiza Deperon Bonato

O câncer de mama consiste em uma doença com patogênese molecular heterogênea, acometendo em sua grande maioria mulheres (Harbeck et al., 2019). Metástases são comuns nesse tipo de câncer, sendo que aproximadamente 70% das pacientes desenvolvem metástase óssea (Coleman, 2001). Macrófagos são células do sistema imunológico que adquirem distintos perfis no tecido o qual residem, e potencialmente promovem a progressão tumoral no câncer de mama, agindo inclusive em todas as etapas da cascata da metástase (Lin, Xu e Lan, 2019). Os macrófagos associados ao tumor podem ser derivados de macrófagos residentes ou de monócitos recrutados, contudo, é desconhecido o papel dos diferentes subtipos de macrófagos nessa patologia, sendo relevante o conhecimento da origem dessa população e sua ação, o que pode abrir novos caminhos para novas terapias. Devido ao fato dos macrófagos serem células com fenótipos e funções estritamente reguladas pelo microambiente no qual se encontram, MA e colaboradores, em 2020, buscaram elucidar a origem e a função dessas células no contexto de metástase óssea oriunda de câncer de mama.

Após verificar, por imuno-histoquímica, a presença de macrófagos no tecido ósseo metastático, foi realizado a depleção dessas células para verificar sua importância no crescimento tumoral. A depleção de macrófagos ou a inibição do seu desenvolvimento foram capazes de reduzir o crescimento tumoral metastático, demonstrando a importância dessas células. Devido à origem heterogênea dessa população celular, os pesquisadores verificaram qual seria a fonte dos macrófagos associados à metástase. A depleção de macrófagos residentes foi realizada em camundongos transgênicos que expressam o receptor da toxina da difteria (DT) sob o controle do promotor CD169 (CD169-DTR) tratados com DT. Observaram que a ausência de macrófagos residentes não afetou o crescimento tumoral nem a marcação dos macrófagos infiltrados no tumor, sugerindo que os macrófagos associados a metástase óssea (BoMAMs) eram derivados principalmente de monócitos recrutados. Apesar de os osteoclastos, macrófagos responsáveis pela reabsorção óssea, terem uma participação no desenvolvimento tumoral, sua depleção gerou apenas alguma limitação no crescimento tumoral. De fato, BoMAMs promovem diretamente o crescimento metastático independentemente dos osteoclastos. Já a depleção de macrófagos derivados de monócitos promoveu o maior efeito sobre a inibição do crescimento tumoral, indicando importante ação de macrófagos derivados de monócitos recrutados na progressão da metástase óssea.

A fim de evidenciar qual subpopulação de monócitos estaria envolvida na expansão da metástase, duas subpopulações bem caracterizadas dessas células em camundongos foram avaliadas, monócitos inflamatórios (Ly6C+) e de patrulha (Ly6C). Para tal, cada uma das subpopulações de células expressando GFP+ foram transferidas adotivamente a animais com metástase inicial, e foi verificado que somente os monócitos inflamatórios eram recrutados para o sítio tumoral. Esse recrutamento ainda era dependente da ação de CCL2, já que animais geneticamente deficientes para o receptor dessa quimiocina apresentavam menor crescimento tumoral.

Quando comparados com macrófagos de animais saudáveis, os BoMAMs apresentavam aumento de expressão de genes de ativação clássica, como Tnf e Il1b, e alternativa, como Il10 e Il4ra. A análise imunofenotípica de BoMAMs demonstrou que essas células apresentam marcação para o receptor scavenger (CD204) e o receptor de interleucina 4 (IL4R) e, mais importante, eram encontradas somente nos animais que apresentavam metástase. De fato, análises imuno-histoquímicas permitiram mostrar a presença de BoMAMs CD204+ IL-4R+ em tecidos de animais portadores de metástase óssea ou de pacientes. Buscando entender a origem dos BoMAMs, os pesquisadores se perguntaram se os mesmos eram derivados de monócitos inflamatórios. Para isso monócitos, inflamatórios GFP+ foram administrados a animais com metástase óssea e o destino dessas células foi rastreado. Após 48 horas, foi detectada uma população de BoMAMs GFP+CD204+IL4R+ nos ossos desses animais, demonstrando que os monócitos inflamatórios são capazes de se diferenciar em macrófagos no tecido ósseo metastático.

Por fim, foi avaliado a importância da IL-4 nesse cenário. Para isso, foram utilizados camundongos mosaicos, que consistiam de animais atímicos (nude mouse) irradiados que foram transplantados com a medula de animais geneticamente deficientes para IL-4R e para o ativador de recombinação Rag2, portanto não possuíam resposta funcional de células T e B e a deficiência de IL4R era restrita às células derivadas da medula, principalmente monócitos e macrófagos. Esses animais apresentaram menor crescimento tumoral e da metástase quando comparado com os animais que expressam o receptor de IL-4, demonstrando a importância da ativação dessas células por IL-4 para progressão do tumor. Além disso, a falta de sinalização por IL-4 somente diminuiu a população de BoMAMs, já que a quantidade de macrófagos CD204+, mas não de outras populações, estava diminuída no sítio metastático de animais mosaico. Analisando a expressão de RNAm para IL-4, foi verificado o aumento de expressão principalmente em células T CD4+, porém, as próprias células tumorais e células B apresentaram pequeno aumento da expressão de mensagem para essa citocina.

Em conclusão, esse trabalho sugere que monócitos inflamatórios (CCR2+Ly6C+) são recrutados para o sítio ósseo metastático pela ação de CCL2 produzida no microambiente tumoral. Nesse ambiente essas células dão origem aos BoMAMs que expressam CD204 e IL4R, que são ativados por IL-4 e auxiliam no crescimento tumoral. De tal forma, uma intervenção focando na ação de IL-4 e seu receptor em BoMAMs pode ser um potencial alvo terapêutico.

Figura 1 – Esquema demonstrando monócitos inflamatórios (CCR2+Ly6C+) sendo recrutados para o sítio ósseo metastático pela ação de CCR2/CCL2. No microambiente tumoral, essas células derivam em BoMAMs passam a expressar CD204high e IL4Rhigh. Tais macrófagos são ativados por IL-4 e auxiliam no desenvolvimento tumoral.

 

Referências

MA, R. Y. et al. Monocyte-derived macrophages promote breast cancer bone metastasis outgrowth. Journal of Experimental Medicine, v. 217, n. 11, 1 ago. 2020.

COLEMAN, R. E. Metastatic bone disease: Clinical features, pathophysiology and treatment strategies. Cancer Treatment Reviews, v. 27, n. 3, p. 165–176, 2001.

HARBECK, N. et al. Breast cancer. Nature Reviews Disease Primers, v. 5, n. 1, p. 1–31, 1 dez. 2019.

LIN, Y.; XU, J.; LAN, H. Tumor-associated macrophages in tumor metastasis: Biological roles and clinical therapeutic applications. Journal of Hematology and Oncology, v. 12, n. 1, p. 76, 2019.