Quantificando o crescimento infiltrativo do glioblastoma através de análises morfométricas em xenotransplantes

Abstract

O glioblastoma (GBM) é o tumor primário do sistema nervoso central (SNC) mais comum e agressivo em adultos, caracterizado por sua invasividade incomparável e mediana de sobrevida de cerca de um ano. As células invasivas de glioblastoma infiltram as estruturas cerebrais adjacentes e distantes da lesão primária e escapam à remoção cirúrgica e radioterapia. Essa infiltração difusa é uma das principais características tumorais associadas à resistência ao tratamento, alta recorrência e baixa sobrevida global. Portanto, é fundamental compreender os mecanismos de invasão do GBM. Na pesquisa, existem diversos modelos que possibilitam estudar o comportamento invasivo do GBM, porém, apenas o modelo xenográfico ortotópico in vivo é capaz de mimetizar por completo o desenvolvimento de tumores no complexo microambiente cerebral nativo. Por ser um modelo de análise de invasão bastante complexo, não existe um método padrão de quantificação do componente invasivo. O presente trabalho descreve histopatologicamente o comportamento infiltrativo de duas linhagens de GBM humanas, GSC23 e U87MG, implantadas em cérebros de camundongos Balb/c nudes. Em seguida validamos a relevância do uso de ferramentas de geometria fractal como medidas complementares às análises histológicas para a quantificação invasiva destes modelos in vivo. Nossos resultados demonstraram que parâmetros da geometria fractal, a Dimensão Fractal (DF) e a Lacunaridade (L) e o Índice de Invasão, relacionando estes dois parâmetros, podem ser recursos complementares à análise histopatológica para identificar diferenças entre modelos de GBM, estando correlacionada com a metodologia de contagem de DTCs (Disseminated Tumor Cells) usualmente utilizada na pesquisa como abordagem de quantificação da invasão de GBM em modelos in vivo.

Glioblastoma is the most common and aggressive primary brain tumor in adults that is characterized by its unparalleled invasiveness. Invasive glioblastoma cells aggressively invade into the normal brain tissues and along the vascular track, consequently, escape surgery. This is one of the key tumoral features associated with treatment resistance, recurrence, and poor overall survival. Therefore, understanding glioblastoma invasion mechanisms is critical. In the research, there are several models that allow studying the invasive behavior of glioblastoma, but only the in vivo orthotopic xenograft model is able to closely mimic tumor development inside the complex native brain microenvironment. Because it is a very complex invasion model for analysis, there is no standard method for quantifying invasive components. The present work describes the infiltrative behavior of two human GBM strains, GSC23 and U87MG, implanted in brains of immunodeficient mice. We then validate the relevance of using fractal geometry tools as complementary measures to histological analysis for the invasive quantification of these models in vivo. Our results demonstrated that fractal geometry parameters, Fractal Dimension (DF) and Lacunarity (L) and Invasion Index relating these two parameters, can be complementary resources to the histopathological analysis to identify differences between GBM models, being correlated with Disseminated Tumor Cells (DTC) counting methodology usually used in research as an approach to quantify GBM invasion in in vivo models. .