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Biologia da Comunicação volume 6, Número do artigo: 217 (2023) Cite este artigo

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Detalhes das métricas

A mecânica tecidual determina a homeostase tecidual, o desenvolvimento e a progressão da doença. A bexiga depende fortemente de suas propriedades mecânicas para desempenhar sua função fisiológica, mas estas são pouco reveladas em condições normais e patológicas. Aqui caracterizamos as impressões digitais mecânicas no nível de microescala das três camadas de tecido que compõem a parede da bexiga saudável e identificamos modificações associadas ao início e progressão de condições patológicas (ou seja, cistite actínica e câncer de bexiga). Usamos dois instrumentos baseados em indentação (um microscópio de força atômica e um nanoindentador) e comparamos os mapas micromecânicos com uma análise histológica abrangente. Achamos que a parede da bexiga saudável é um tecido mecanicamente não homogêneo, com um gradiente de rigidez crescente do urotélio à lâmina própria, que diminui gradativamente ao atingir a camada externa do músculo. O enrijecimento nos tecidos fibróticos correlaciona-se com o aumento da deposição de matriz extracelular densa na lâmina própria. Um aumento na complacência tecidual é observado antes do aparecimento e invasão do tumor. Ao fornecer investigação micromecânica de alta resolução de cada camada de tecido da bexiga, descrevemos a heterogeneidade mecânica intrínseca das camadas de uma bexiga saudável em comparação com as alterações das propriedades mecânicas associadas à cistite actínica ou ao tumor da bexiga.

A elasticidade e a viscosidade caracterizam as propriedades mecânicas dos tecidos moles e desempenham um papel crítico na definição das funções das células e tecidos, bem como no desenvolvimento do tecido, progressão da doença e homeostase do tecido1,2,3. Cada órgão específico possui propriedades mecânicas particulares, que se alteram quando a homeostase é interrompida e surgem doenças, como ocorre nos processos de envelhecimento, câncer, fibrose, doenças cardiovasculares e diabetes4,5,6,7,8.

A bexiga é um órgão oco que se adapta e se alonga durante o enchimento e a micção, cujas funções são realizadas por meio de ciclos de relaxamento mecânico e contratilidade. As propriedades mecânicas da bexiga foram relatadas em nível de macroescala9,10, incluindo a caracterização das diferentes áreas macroscópicas11. A alteração das propriedades mecânicas da bexiga resulta em uma disfunção de seu papel fisiológico, como em muitas patologias benignas da bexiga que progridem da formação de uma matriz mais rígida para uma estrutura mais complacente12. O endurecimento foi relatado para doenças malignas da bexiga, que emergiram como associadas ao alto conteúdo de fibras de colágeno na MEC;13 além disso, o endurecimento adicional da bexiga foi relatado para pacientes com tumor recidivante14. Embora esses estudos em espécimes clínicos sejam muito informativos, eles mostram medições em macroescala e um instantâneo da situação clínica.

Este estudo concentrou-se em duas condições patológicas da bexiga: cistite actínica e câncer urotelial da bexiga. A cistite actínica é uma condição patológica, que pode ser causada como sequela da radioterapia pélvica, comumente utilizada para tratar câncer de próstata e reto15,16. A cistite actínica é causada pelo acúmulo de proteínas da MEC devido à inflamação crônica, resultando em cicatrização e espessamento tecidual e potencialmente em estágio terminal de falência de órgãos, com impacto clinicamente relevante para os pacientes4.

O câncer de bexiga é o nono câncer mais comum em todo o mundo17. Origina-se principalmente do urotélio e, de acordo com a invasão das diferentes camadas de tecido, é classificado como câncer de bexiga não músculo invasivo (NMIBC) e câncer de bexiga músculo invasivo (MIBC). De acordo com o sistema de classificação TNM18, os CBNMI são subdivididos em pTa e carcinoma in situ (Tis) quando o tumor está presente no urotélio, e pT1 quando invade a lâmina própria. Por outro lado, os MIBC são segregados em pT2 quando o tumor atinge a camada muscular, de onde pode migrar ainda mais invadindo os tecidos perivesicais (estágio pT3) e os órgãos contíguos (estágio pT4), incluindo próstata, útero e outros19. A capacidade das células cancerígenas de invadir os tecidos adjacentes é uma característica do câncer e, no caso do câncer de bexiga, a invasão da lâmina própria20 ou da camada muscular21 determina um manejo diferente. Células de câncer de bexiga do urotélio invadem o tecido como células únicas isoladas, cordões de células em padrão de arquivo único ou pequenos ninhos22. A maioria dos pacientes com NMIBC apresenta recidiva do tumor e, portanto, passa por múltiplos ciclos de intervenção representados por ressecção transuretral do tumor de bexiga (TURBT) e terapia adjuvante intravesical20. Eventualmente, se o tumor progredir e invadir também a camada muscular, os pacientes podem ser candidatos a cistectomia radical ou tratamentos agressivos multimodais para tentar poupar o órgão21.