Investigadores da Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz), na Áustria, abriram um novo capítulo na investigação do cancro do pulmão com o desenvolvimento de um gémeo digital de uma célula cancerígena de elevadíssimo detalhe. Este modelo computacional, criado no âmbito do projeto DigLungCancer, tem como objetivo principal descobrir novas formas de travar o crescimento de células tumorais e, a longo prazo, personalizar os tratamentos oncológicos.

A equipa, liderada por Christian Baumgartner do Instituto de Engenharia de Cuidados de Saúde da TU Graz, focou-se na linha celular A549, um tipo de adenocarcinoma pulmonar. O modelo melhora significativamente um predecessor de 2021, sendo agora a representação funcional mais precisa da bioeletricidade nas células cancerígenas, com especial enfoque nos processos bioelétricos e na dinâmica do cálcio no interior celular.

O cálcio é um elemento fundamental para a sobrevivência celular, mas em concentrações excessivas pode desencadear a morte da célula. Esta característica torna-o num alvo extremamente interessante para o desenvolvimento de novas terapias contra o cancro. O gémeo digital inovador simula, pela primeira vez, microdomínios intracelulares específicos onde o cálcio se acumula, áreas críticas onde os chamados canais CRAC (Calcium Release-Activated Channels) regulam o influxo de cálcio e ativam vias de sinalização que influenciam diretamente o ciclo celular.

“Um dos avanços significativos no nosso modelo celular melhorado é a simulação detalhada da distribuição intracelular de cálcio”, explicou Christian Baumgartner. “Conseguimos incluir estas pequenas áreas onde as redes internas da célula estão próximas da membrana celular. Esta melhoria permitiu-nos retratar os processos elétricos nas células cancerígenas com uma precisão sem precedentes, incluindo o armazenamento de cálcio, mecanismos de transporte e os efeitos da sua propagação localizada”, acrescentou.

O núcleo deste gémeo digital consiste em centenas de equações matemáticas que, combinadas, formam simulações computorizadas complexas. Esta ferramenta permite aos investigadores realizar testes in silico para prever o efeito de fármacos no comportamento celular. É possível simular, por exemplo, o impacto de substâncias que influenciam a distribuição de cálcio ou a função de canais iónicos em zonas específicas, testando hipóteses sobre a inibição do crescimento celular ou a indução da sua morte antes de se proceder a demorados testes laboratoriais.

A equipa já validou o modelo, demonstrando que a inibição de certos canais CRAC pode alterar a dinâmica local do cálcio e influenciar a atividade de outras vias de sinalização, o que pode levar à interrupção do ciclo celular ou desencadear a apoptose (morte celular programada).

Atualmente, o modelo representa apenas uma célula individual. A próxima fase da investigação passará por expandi-lo para simular a comunicação entre várias células, um passo crucial para compreender melhor a formação de tumores, o processo de metastização e a vascularização. A metodologia desenvolvida, financiada pela Österreichische Krebshilfe Styria (Liga Austríaca contra o Cancro), tem também potencial para ser adaptada a outros tipos de cancro, como o da mama ou da próstata.

NR/HN/ALphaGalileo