Resumo 5527: Análise espaço-temporal da regulação de fatores de crescimento na dinâmica de sinalização AKT e ERK em osteossarcoma em um modelo ex vivo de metástase pulmonar

Resumo No presente estudo, investigamos as relações entre a distribuição espaço-temporal de fatores de crescimento no microambiente pulmonar, a sinalização celular do osteossarcoma metastático e a heterogeneidade da expressão gênica intratumoral. Osteossarcoma é uma malignidade óssea agressiva que comumente metastatiza para os pulmões, resultando em alta mortalidade dos pacientes. Durante a metástase, as células cancerosas disseminadas são expostas a fatores de crescimento derivados do microambiente que resultam na ativação das vias de sinalização. Duas dessas vias são MAPK/ERK e PI3K/AKT, que regulam programas transcricionais complexos subjacentes às decisões de proliferação e sobrevivência celular. Neste estudo, utilizamos fatias pulmonares de corte preciso (PCLS) obtidas de camundongos com metástases estabelecidas de osteossarcoma para modelar ex vivo as associações entre as distribuições espaço-temporais de fatores de crescimento no pulmão, a dinâmica de sinalização do osteossarcoma e a heterogeneidade da expressão gênica intratumoral, com precisão celular única. Para isso, engenheiramos células de osteossarcoma que co-expressavam sensores geneticamente codificados de ERK e AKT, as enxertamos em tecidos PCLS e então registramos a dinâmica dos sensores por microscopia de células vivas. Esses tecidos foram subsequentemente fixados e imunomarcados para medição da expressão dos fatores de crescimento em células residentes do pulmão e correlação espacial com as dinâmicas de sinalização ERK-AKT observadas nas células tumorais. Usando essa abordagem, encontramos que a expressão dos fatores de crescimento estava difusamente aumentada nas áreas que margeiam as metástases de osteossarcoma. FGF2 e IGF1, que demonstramos anteriormente induzirem potentemente a sinalização ERK em células de osteossarcoma, foram ambos significativamente regulados para cima nessas regiões. Contudo, apesar da superexpressão relativamente uniforme dos fatores de crescimento adjacentes aos tumores, células individuais de osteossarcoma exibiram padrões estocásticos de sinalização ERK e AKT, assim como seus alvos gênicos downstream. Essas descobertas revelaram que a regulação para cima dos fatores de crescimento pulmonar, e as propriedades inerentes em nível sistêmico das redes de sinalização do osteossarcoma, podem convergir para promover heterogeneidade intratumoral na sinalização e na expressão gênica. Em conjunto, nossos resultados, utilizando uma nova abordagem de PCLS e imagem de biossensores em células vivas, fornecem novas percepções sobre como as mudanças espaço-temporais na composição do sinal do microambiente são integradas pelas células metastáticas de osteossarcoma para promover heterogeneidade.