Macrófagos SPP1 Impulsionam a Progressão do Câncer Gástrico por Meio do Remodelamento Estromal via SERPINE1

O câncer gástrico continua sendo uma das principais causas de morte relacionada ao câncer em todo o mundo, em parte porque o microambiente tumoral (TME) — particularmente seus componentes imunológicos e estromais — facilita ativamente a progressão tumoral. Os macrófagos presentes no TME são altamente diversos e dependentes do contexto, porém quais estados específicos de macrófagos levam a desfechos desfavoráveis e por meio de quais intermediários moleculares eles remodelam o estroma circundante ainda é pouco compreendido. Este estudo utilizou uma abordagem transcriptômica multimodal para preencher essas lacunas com resolução granular e espacialmente definida.

Os pesquisadores integraram dados de sequenciamento de RNA de célula única do conjunto de dados público GSE183904, dados de transcriptômica espacial de GSE251950 e dados de expressão tumoral em massa de TCGA-STAD. O agrupamento não supervisionado identificou cinco subclusters distintos de macrófagos no tecido de câncer gástrico: macro_SPP1, macro_IL1B, macro_C3_CX3CR1, macro_FCN1 e um cluster do tipo residente. A análise de comunicação célula-célula revelou uma sinalização intercelular dramaticamente intensificada no tecido tumoral em comparação ao tecido normal, com mudanças particularmente proeminentes nas vias de sinalização MIF, COLLAGEN, FN1, LAMININ e SPP1 — todas mediadoras conhecidas da remodelação de matriz e imunossupressão.

A análise de sobrevida demonstrou que as assinaturas de macrófagos macro_SPP1 e macro_IL1B foram significativamente associadas a uma sobrevida global mais curta em pacientes com câncer gástrico, enquanto macro_C3_CX3CR1 foi associado a desfechos mais favoráveis. Para identificar o conector molecular entre macro_SPP1 e a remodelação estromal, a equipe cruzou genes marcadores de macro_SPP1 com genes diferencialmente expressos associados ao tumor provenientes de TCGA-STAD. Essa lista de candidatos foi então submetida à regressão proporcional de Cox e a múltiplos algoritmos de aprendizado de máquina, incluindo abordagens LASSO, floresta aleatória e máquina de vetores de suporte. O SERPINE1 (também conhecido como PAI-1, inibidor-1 do ativador de plasminogênio) emergiu de forma consistente como o principal candidato prognóstico em todos os métodos. A alta expressão de SERPINE1 foi independentemente associada à sobrevida global reduzida e a assinaturas transcricionais estromais, mieloides e vasculares nos dados tumorais em massa.

A análise de transcriptômica espacial forneceu contexto crucial em nível tecidual: as regiões com alta expressão de SERPINE1 nos tumores gástricos foram especificamente co-enriquecidas para programas gênicos relacionados a fibroblastos e células endoteliais, e para assinaturas de vias de sinalização de TGF-β, resposta à hipóxia, atividade inflamatória e remodelação da matriz extracelular (ECM). Esse padrão de co-localização espacial sugere que o SERPINE1 atua na interface entre a atividade imunológica mediada por macrófagos e o compartimento estromal que envolve e sustenta as células tumorais. A modelagem de perturbação virtual indicou ainda que o SERPINE1 pode influenciar redes transcricionais mieloides e relacionadas à matriz além de sua expressão no epitélio tumoral isoladamente.

A validação funcional em linhagens celulares de câncer gástrico confirmou a relevância biológica do SERPINE1. O knockdown estável de SERPINE1 reduziu significativamente a proliferação celular e a capacidade de formação de colônias, além de comprometer substancialmente a migração e invasão celular em ensaios transwell. Esses achados in vitro estão alinhados com os papéis conhecidos do SERPINE1 como inibidor de protease que afeta a remodelação da ECM e com suas funções emergentes na regulação da plasticidade das células tumorais. Em conjunto, os dados de multi-ômica e os experimentos funcionais posicionam o SERPINE1 como um nó central que conecta a biologia dos macrófagos macro_SPP1, os programas de remodelação estromal e a agressividade intrínseca das células tumorais — tornando-o um candidato promissor como biomarcador e potencial alvo terapêutico no câncer gástrico.