Papel do Receptor Lgr5 no Prognóstico e na Biologia de Sarcomas de Partes Moles / Role of the Lgr5 Receptor in the Prognosis and Biology of Soft Tissue Sarcomas

RESUMO

INTRODUÇÃO: Os sarcomas de partes moles (SPM) de alto grau são neoplasias heterogêneas, de prognóstico ruim e que apresentam poucas alternativas de tratamento. A identificação de marcadores de resposta tumoral ao tratamento, prognóstico, e até ao desenvolvimento de novas drogas, é uma busca incessante para um melhor tratamento dos sarcomas. Neste aspecto, o receptor Lgr5 tem um grande potencial em ser um novo alvo molecular, sendo um marcador de células-tronco das criptas intestinais e glândulas mamárias que também atua como um modulador negativo da sinalização da via Wnt/ß-catenina, uma das mais importantes na biologia de sarcomas emerge como um promissor candidato para estudos pré-clínicos, uma vez que já foi demonstrada sua importância em tumores do trato gastrointestinal. Para isso, os modelos de tumor de xenoenxerto derivado do paciente (PDX) representam uma plataforma valiosa para identificar novos biomarcadores e novos alvos, assim como o Lgr5 para avaliar a resposta à terapia e os mecanismos de resistência. OBJETIVO: Este estudo teve como objetivo estabelecer, caracterizar e testar a proteína Lgr5 através de ensaios in vitro e in vivo para desvendar a importância de Lgr5 na biologia de SPM e estabelecer uma estrutura integrada, convergente e translacional para o estudo deste tipo de tumor. MATERIAIS E MÉTODOS: Para a determinação da expressão de Lgr5 foi estabelecida duas coortes de estudo, uma retrospectiva oriunda do Registro Institucional de Sarcomas e uma prospectiva, onde foram convidados pacientes operados na Instituição com o intuito de gerar Patient-derived xenografts (PDX), um modelo-pré-clínico que possui a capacidade de manter as características moleculares dos tumores dos pacientes. Para isso, foram utilizados fragmentos implantados em camundongos imunossuprimidos para gerar esses modelos tumorais derivados de pacientes, além dos estudos funcionais in vitro utilizando linhagens de SPM para análise de perfil de expressão da proteína Lgr5 através de ensaios com imunofluorescência para verificar a capacidade de expressão de Lgr5, citometria de fluxo para verificar o padrão e quantidade de proteína nas amostras analisadas e western blotting para obter um padrão de marcação da proteína Lgr5. Além dos ensaios funcionais para avaliar a participação da proteína na proliferação, se a expressão da proteína interfere no poder migratório das células e tumores de SPM e capacidade de auto renovação, bem como sua associação com os dados clínicos e dados de sobrevida. RESULTADOS: O Registro Institucional retrospectivo conta com mais de 300 pacientes, já o Registro prospectivo com 70 pacientes que derivaram a geração de 33 PDX. Foi observado que pacientes com H-score superior a 20 apresentaram sobrevida global menor em 5 anos em comparação com o H-score de pacientes com valores inferiores a 20. Agora na outra análise feita, o H-score de pacientes com valores superiores a 25 é pior em comparação com os que apresentaram valores inferiores a 25 nos dados de sobrevida livre de doença. Além disso, células que superexpressam a proteína Lgr5 tem maior capacidade migratória (p= 0.02) e uma tendência de aumento na proliferação e auto renovação. Realizamos o teste de implante dessas populações positivas e negativas de Lgr5, separadas previamente por cell sorting. Para isso foram utilizados animais Balb/c Nude. Sugerindo que a expressão da proteína transduzida pode ser modulada por mecanismos compensatórios que precisam ser explorados. CONCLUSÃO: A construção do Registro Institucional de SPM é um grande passo para o melhor compreendimento da biologia dos Sarcomas, além da possibilidade de estudar novos alvos terapêuticos desse tumor raro, uma vez que os estudos e artigos científicos ainda são muito escassos. A geração dos modelos PDX também foi uma estratégia implantada muito bem executada com a geração de 33 PDX de diversos subtipos histológicos. Além da proteína Lgr5 induzir a migração celular a sua expressão está relacionada a um pior prognóstico, uma vez que, quanto maior a expressão de Lgr5 menor é a sobrevida global do paciente.

ABSTRACT

INTRODUCTION: High-grade soft tissue sarcomas (STS) are heterogeneous neoplasms with a poor prognosis and few treatment alternatives. The identification of tumor response markers to treatment, prognosis, and even the development of new drugs, is an incessant search for a better treatment of sarcomas. In this aspect, the Lgr5 receptor has great potential to be a new molecular target, being a marker of stem cells of the intestinal crypts and mammary glands that also acts as a negative modulator of the signaling of the Wnt/ß-catenin pathway, one of the most important in the biology of sarcomas emerges as a promising candidate for preclinical studies, since its importance in tumors of the gastrointestinal tract has already been demonstrated. To that end, patient-derived xenograft (PDX) tumor models represent a valuable platform to identify new biomarkers and new targets, as does Lgr5 to assess therapy response and resistance mechanisms. OBJECTIVE: This study aimed to establish, characterize, and test the Lgr5 protein through in vitro and in vivo assays to unravel the importance of Lgr5 in the biology of PMS and to establish an integrated, convergent and translational framework for the study of this type of tumor. MATERIALS AND METHODS: To determine the expression of Lgr5, two study cohorts were established, a retrospective one from the Institutional Registry of Sarcomas and a prospective one, in which patients operated on at the Institution were invited to generate Patient-derived xenografts (PDX), a pre-model -clinical that has the ability to maintain the molecular characteristics of patients' tumors. For this, fragments implanted in immunosuppressed mice were used to generate these tumor models derived from patients, in addition to in vitro functional studies using SPM strains to analyze the expression profile of the Lgr5 protein through immunofluorescence assays to verify the ability to express Lgr5, flow cytometry to verify the pattern and amount of protein in the analyzed samples and western blotting to obtain a pattern of labeling of the Lgr5 protein. In addition to functional assays to assess the protein's participation in proliferation, whether protein expression interferes with the migratory power of SPM cells and tumors and self-renewal capacity, as well as its association with clinical data and survival data. RESULTS: The Institutional Retrospective Registry has more than 300 patients, while the Prospective Registry has 70 patients who derived the generation of 33 PDX. It was observed that patients with an H-score greater than 20 had a lower overall survival at 5 years compared to the H-score of patients with values below 20. Now in the other analysis performed, the H-score of patients with values greater than 25 it is worse compared to those who had values less than 25 in the disease-free survival data. Furthermore, cells that overexpress the Lgr5 protein have greater migratory capacity (p=0.02) and a tendency to increase proliferation and self-renewal. We performed the implant test of these positive and negative populations of Lgr5, previously separated by cell sorting. For this, Balb/c Nude animals were used. Suggesting that the expression of the transduced protein can be modulated by compensatory mechanisms that need to be explored. CONCLUSION: The construction of the Institutional Registry of PMS is a big step towards a better understanding of the biology of Sarcomas, in addition to the possibility of studying new therapeutic targets for this rare tumor, since studies and scientific articles are still very scarce. The generation of PDX models was also an implemented strategy very well executed with the generation of 33 PDX of several histological subtypes. In addition to the Lgr5 protein inducing cell migration, its expression is related to a worse prognosis, since the higher the Lgr5 expression, the lower the overall survival of the patient