Estudo identifica proteína essencial para ativação de via molecular associada ao câncer

Thabata Oliveira | Agência FAPESP * – Cientistas do Instituto Butantan, da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) descobriram um fator indispensável para a ativação de uma via molecular associada a muitos tipos de cânceres. Publicado em março na revista Scientific Reports, o estudo mostrou que a proteína RASGRP4 é fundamental para manter o crescimento tumoral em camundongos. Quando essa proteína foi removida de células cancerosas, a formação de tumores diminuiu significativamente.

O trabalho, conduzido no Centro de Toxinas, Resposta-Imune e Sinalização Celular (CeTICS) – um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP –, combinou simulação computacional, análises de expressão gênica e experimentos em animais.

Interruptor do câncer

No centro da investigação está o gene KRAS (abreviação de sarcoma do rato Kirsten), que codifica uma proteína da família RAS responsável por regular sinais de crescimento e divisão celular. Em condições normais, a proteína funciona como um interruptor molecular: liga quando a célula recebe sinais para crescer e se desliga logo em seguida. Em alguns tipos de cânceres, porém, esse mecanismo permanece constantemente ligado, estimulando a proliferação descontrolada das células.

O estudo utilizou uma linhagem celular de camundongo chamada Y1, derivada de carcinoma da glândula adrenal – estrutura localizada acima dos rins, responsável pela produção de hormônios como o cortisol e a adrenalina. Apesar de serem cancerosas, as células Y1 mantêm funções típicas do tecido saudável, como a produção hormonal. “A célula não é exatamente igual à célula do tecido, mas ela permanece fazendo aquilo que a célula normal faz no organismo”, explica o professor Hugo Aguirre Armelin, coordenador do CeTICS e do estudo.

Diferente de outros tumores, nos quais o gene KRAS sofre uma mutação, nas células Y1 o que ocorre é uma amplificação gênica. “É o próprio gene normal, não tem mutação, não tem alteração na sequência dele, mas está presente em maior número de cópias”, resume Fabio Montoni, primeiro autor do artigo.

“Esse KRAS amplificado não consegue sustentar a ativação sozinho. Ele precisa de moléculas ativadoras”, explica Montoni. Essas moléculas ativadoras são as responsáveis por ligar o interruptor e, com isso, disparar a cascata de sinais que leva ao crescimento tumoral. Por muito tempo, uma proteína chamada SOS foi considerada a única ativadora relevante nesse sistema. O novo estudo mostra que ela tinha uma parceira até então invisível.

Modelo matemático

Para entender como a ativação da proteína KRAS se mantinha nas células Y1, o professor Marcelo da Silva Reis, do Laboratório de Inteligência Artificial do Instituto de Computação (IC) da Unicamp, desenvolveu um modelo matemático capaz de simular as reações que ocorrem dentro da célula. Quando o sistema foi testado no computador, porém, surgiu um problema: independentemente dos parâmetros utilizados, os cálculos não conseguiam reproduzir os níveis elevados de KRAS ativado observados experimentalmente.

“A gente queria entender se era possível explicar fenômenos altamente complexos, como crescimento e diferenciação celular, a partir de módulos funcionais. O modelo mostrou que faltava alguma peça no sistema. Ele não diz qual é, apenas aponta a ausência. A identificação depende do conhecimento biológico e da investigação experimental”, explica Reis.

A hipótese dos pesquisadores era de que outra proteína participava da ativação da KRAS. Quando uma segunda molécula ativadora hipotética – ainda sem identidade definida – foi adicionada ao modelo, os resultados finalmente passaram a coincidir com os dados observados nas células reais. A matemática indicava que havia um fator desconhecido a ser encontrado no laboratório.

Peça faltante

Para descobrir qual proteína poderia ser a peça faltante apontada pelo modelo matemático, a equipe analisou a atividade de oito possíveis ativadores da proteína KRAS. O resultado chamou atenção: a RASGRP4 era a mais abundante nas células Y1, com níveis de expressão 9,6 vezes superiores aos da proteína SOS, até então considerada a principal ativadora dessa via.

Para testar se a RASGRP4 era realmente indispensável para o comportamento tumoral, os pesquisadores recorreram ao CRISPR-Cas9, técnica de edição genética premiada com o Nobel de Química de 2020 que permite alterar genes com alta precisão. O objetivo era criar células Y1 sem o gene da RASGRP4 e observar se elas ainda seriam capazes de formar tumores. A tarefa, porém, levou anos. “Foram diferentes pesquisadores que tentaram ao longo do tempo e não conseguiram. Só mais recentemente o Montoni conseguiu finalmente fazer esse CRISPR funcionar”, relata Reis.

Com as células editadas em mãos, a equipe as injetou em camundongos sem sistema imune funcional – modelo que permite o crescimento de células tumorais – e acompanhou a progressão por 60 dias. Nos animais que receberam células Y1 normais, todos desenvolveram tumores, a maioria de crescimento rápido. Já entre os que receberam células sem RASGRP4, quatro dos seis camundongos não apresentaram tumores durante todo o período de observação. Nos dois casos em que houve formação tumoral, o crescimento foi significativamente mais lento.

“Conseguimos, com um modelo matemático relativamente simples, fazer uma predição que depois foi confirmada experimentalmente. Colocamos todas as regras da química para explicar a sinalização celular e o modelo mostrava que faltava uma peça. Quando fomos atrás dela no laboratório, ela estava lá. E, quando apagamos essa peça, o tumor não foi para frente”, resume Reis.

Para Montoni, o estudo reforça que a biologia do câncer não depende apenas da presença de genes alterados. “Uma das principais mensagens do estudo é que não basta olhar apenas para a presença ou ausência de moléculas. A forma como elas interagem dentro da célula também importa. A regulação, isto é, como esses elementos se relacionam, pode ser tão importante quanto os próprios componentes”, afirma.

Próximos passos

Os pesquisadores pretendem agora testar a mesma lógica em modelos mais próximos da clínica humana. “Existem tumores, como o neuroblastoma, que apresentam um mecanismo parecido. O que diferencia os subtipos mais e menos agressivos não é necessariamente a quantidade da proteína RAS, mas o nível de ativação dela. Se essa ativação diminui, a célula pode perder características tumorais”, afirma Montoni.

A RASGRP4 também surge como um possível alvo terapêutico. Segundo Montoni, proteínas ativadoras da via RAS podem ser promissoras. “Os ativadores, no geral, são bons alvos terapêuticos. Você não pode simplesmente inibir o KRAS porque ele desempenha funções vitais em células normais. Mas bloquear o ativador, de forma seletiva, pode ser uma estratégia mais viável”, diz.

O estudo também recebeu financiamento da FAPESP por meio dos projetos 20/10329-3, 19/21619-5, 20/08555-5, 19/24580-2 e 21/04355-4.

O artigo RASGRP4 is a key factor in the KRAS activation mediated by SOS in tumor Y1 adrenocortical cell lines pode ser lido em: nature.com/articles/s41598-026-42968-0.

* Thabata Oliveira é bolsista de Jornalismo Científico da FAPESP vinculada ao IQ-USP.