Entendendo o papel das neurotrofinas em leucemia linfoide aguda infantil

Abstract

A leucemia é a neoplasia pediátrica mais comum, sendo uma doença heterogênea em que seus subtipos diferem de acordo com características celulares e moleculares, resposta à terapia e risco de recorrência, traçando assim diferentes desfechos. Estudos que investigam mecanismos biológicos envolvidos com esta neoplasia e possíveis alvos moleculares são de extrema importância para o melhor entendimento da doença, prognóstico e definição de novos tratamentos. Sabe-se que alterações nos níveis de neurotrofinas (NT), fatores de crescimento envolvidos na sobrevivência neuronal e processos de plasticidade, estão associados com o desenvolvimento de cânceres. Trabalhos recentes do nosso grupo de pesquisa demonstraram que baixos níveis do Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF) em Medula Óssea (MO) e Sangue Periférico (SP) estão relacionados com o pior prognóstico e doença ativa em pacientes pediátricos. Porém, os motivos que causam esse desfecho são desconhecidos. Este trabalho, portanto, objetiva caracterizar o papel das NTs em leucemia linfoide aguda (LLA) a partir de uma amostragem populacional, investigando a relação dessas proteínas com características clínicas da doença. Para isto, amostras (MO e SP) de pacientes pediátricos diagnosticados com LLA e atendidos nos serviços de Oncologia Pediátrica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA/RS) e do Hospital da Criança Conceição (GHC/RS) foram coletadas entre 2011 e 2021. Os níveis de Nerve Growth Factor (NGF), BDNF e pro-BDNF foram analisados por teste de ELISA. Além disso, a avaliação da expressão gênica de componentes da via de sinalização de NTs, como seus receptores e proteínas que clivam suas moléculas precursoras (pro-neurotrofinas - pro-NT), foi realizada com ferramentas de bioinformática. Em relação à expressão gênica, encontrou-se NGF e sortilin menos expressos em amostras tumorais quando comparados com amostras de indivíduos saudáveis. BDNF e o receptor de neurotrofina P75NTR foram encontrados superexpressos em amostras de LLA do tipo T, quando comparadas com LLA do tipo B. As enzimas de conversão de pro-NTs a NTs foram encontradas superexpressas em amostras de pacientes pediátricos com LLA. Quanto aos níveis proteicos, observou-se uma tendência de níveis menores de NTs em amostras coletadas no diagnóstico de LLA, quando comparadas com amostras de indivíduos saudáveis. Uma correlação positiva entre BDNF e pro-BDNF foi encontrada. Dessa forma, é possível afirmar que existe um desbalanço das NTs no microambiente tumoral de LLA. Poucos dados estão disponíveis na literatura para comparação e este trabalho contribui para o embasamento científico no contexto de leucemias pediátricas.

Leukemia is the most common pediatric cancer. It is a heterogeneous disease in which its subtypes differ according to cellular and molecular characteristics, response to therapy and risk of recurrence, tracing different outcomes. Studies that investigate biological mechanisms and possible molecular targets in this context are extremely important for improving the understanding of the disease, the patient’s prognosis and the emergence of new treatments. Altered levels of neurotrophins (NT), a family of growth factors well known for its involvement in neuronal development, survival and plasticity, is associated with cancer’s development. A recent work by our research group has shown that low levels of Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) in Bone Marrow (BM) and Peripheral Blood (PB) are related to poor prognosis and active disease in pediatric patients. However, the reasons for this outcome are unknown. Then, the present work aims to characterize the role of NTs in acute lymphoid leukemia (ALL), investigating the relationship of these proteins with clinical features of the disease. For this purpose, samples (BM or PB) from pediatric patients diagnosed with ALL and treated at the Pediatric Oncology services of the Porto Alegre Clinical Hospital (HCPA/RS) and the Conceição Children's Hospital (GHC/RS) were collected between 2011 and 2021. The levels of Nerve Growth Factor (NGF), BDNF and pro-BDNF were analyzed by ELISA. The gene expression of NT’s signaling pathway components, such as their receptors and proteins that cleave their precursor molecules (pro-neurotrophins - pro-NTs), was performed using bioinformatics tools. NGF and sortilin were found less expressed in tumor samples when compared with health samples, while BDNF and P75NTR were found overexpressed in T-cell tumor and B-cell tumor samples, respectively. Enzyme convertases from pro-NTs to NTs were overexpressed in disease samples. Protein levels were lower in samples at diagnosis when compared to healthy individuals. A correlation between pro-BDNF and BDNF levels during disease was found. Therefore, it is possible to affirm that NTs are altered in tumor-microenvironment in childhood ALL. Further studies are required to understand their complete role in this context.