FIGURA 14 ESQUEMA SIMPLIFICADO DA FORMAÇÃO DE GLÓBULOS FRACTAIS

Dimensão fractal: padrões de conformação da cromatina no carcinoma de pequenas células de pulmão

É sabido que no carcinoma neuroendócrino de pequenas células de pulmão, há um processo de rápido desenvolvimento tumoral e intensa disseminação metastática devido à instabilidade genética (55,56, 130-134). Num estudo experimental com carcinoma de pequenas células de pulmão, foram isoladas populações puras de células neoplásicas de tumores primários em diferentes fases da evolução e de metástases (56). Foi demonstrado que a rápida mudança para o comportamento agressivo desta neoplasia é acompanhada por uma mudança global da cromatina nuclear. Nesta ocasião, o fator de transcrição NFIb tem papel fundamental pois ele provoca uma rápida e generalizada abertura da cromatina, até agora mais fechada, o que implica em mudança de atividade de muitos genes, simultaneamente (56).

A abertura da cromatina durante a carcinogênese está acompanhada por um aumento da dimensão fractal da cromatina (55).

Considerando estes dados poderíamos agora designar as seguintes hipóteses:

A) num mesmo grupo de células (de carcinoma neuroendócrino de pequenas células de pulmão), a medida da dimensão fractal da cromatina nuclear deve ser capaz de diferenciar aquelas com cromatina mais acessível (dimensão fractal maior) daquelas com uma configuração menos acessível (dimensão fractal menor). Portanto, em um “pool” misto de células tumorais, duas populações diferentes devem ser claramente distinguíveis.

B) as células que possuem cromatina mais acessível são consideradas como estando em “risco de metástases”. Portanto, a avaliação da dimensão fractal nuclear deve ser um fator prognóstico para a sobrevida global em pacientes com carcinoma de pequenas células de pulmão e neste caso, com valores mais elevados, indicando menor sobrevida.

A fim testar estas hipóteses, nós executamos um estudo retrospectivo em material arquivado de pacientes com carcinoma neuroendócrino de pequenas células de pulmão, tratados em nosso hospital universitário (conforme descrito acima). Os nossos resultados confirmam as duas hipóteses: o histograma da figura 12, que reúne as dimensões fractais de 3575 células, conseguimos diferenciar claramente dois diferentes padrões de cromatina (correspondendo a duas populações), uma menor com média 2,135, que interpretamos como equivalente às células com cromatina fechada, e uma segunda população com dimensão fractal maior com média 2,181, que interpretamos como equivalente as células com cromatina mais aberta.

Como previsto, a dimensão fractal da cromatina foi um fator prognóstico independente, com dimensões fractais maiores indicando pior prognóstico.

Um estudo experimental precedente (56) havia demonstrado, que em alguns casos agressivos, somente uma pequena parte dos núcleos do carcinoma foi transformada. Portanto, esperamos que somente nessa pequena parte haveria um aumento da dimensão fractal, o que resultaria no pequeno aumento da média de todos os núcleos. Escolhendo o percentil 75, iríamos demonstrar mais claramente aqueles pacientes de alto risco, pois seria revelada com mais clareza a subpopulação das células agressivas, o que finalmente se confirmou no nosso estudo.

A importância prognóstica das médias e percentil 75 da dimensão fractal foram avaliadas em regressões uni e multivariadas de Cox, juntamente com fatores prognósticos bem estabelecidos, como Performance Status, a extensão da doença e o tipo de terapêutica. Foram incluídas no modelo multivariado de Cox todas as variáveis com p < 0,1 nos modelos univariados.

Nesta investigação, notou-se que o percentil 75 da dimensão fractal era um fator prognóstico desfavorável independente para a sobrevida total.

No carcinoma neuroendócrino de pequenas células de pulmão as condições clínicas gerais são tão importantes para o prognóstico, que estavam mascarando a influência da dimensão fractal: somente após a eliminação deste efeito de “confundimento” pela estratificação pelo ECOG, nós pudemos mostrar o percentil 75 da dimensão fractal como um fator prognóstico na análise univariada. A regressão multivariada confirmou o papel da dimensão fractal como “estimador” para a abertura da cromatina e como fator prognóstico desfavorável independente.

Resumo: Dimensão Fractal

Dos fatores prognósticos abordados neste trabalho, a dimensão fractal é o menos conhecido. Portanto, para dar ênfase, sintetizamos os elementos mais significativos relacionados a esta variável.

A dimensão fractal já foi observada em outras neoplasias (além do carcinoma neuroendócrino de pequenas células), como fator prognóstico (51,52, 55, 56). Portanto, de igual modo, era de se esperar que nestes pacientes também fosse um fator prognóstico significativo. Foram notadas algumas particularidades: a medida da dimensão fractal não foi considerada significativa na análise univariada, e somente quando se corrigiu a estratificação pelo Performance Status é que foi observada sua relevância. O nosso objetivo final não era a observação de metástase, mas a observação da sobrevida global. Ocorre que os pacientes tabagistas muitas vezes apresentam comorbidades causadas pelo consumo de tabaco (como coronário-esclerose, DPOC (Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica), enfisema, etc.), que per si, são fatores que podem acelerar o óbito. A dimensão fractal representa o potencial de agressividade de uma célula individual ou um grupo de células neoplásicas. O aumento da dimensão fractal está relacionado com aumento da agressividade e o potencial invasivo e “metastatizante” da neoplasia (51, 52). Num paciente com Performance Status muito elevado (com reservas fisiológicas do organismo), a ocorrência de metástase inicial pode ser ainda tolerada. Em outro paciente, com mesma dimensão fractal da neoplasia (ou seja, com o mesmo grau de agressividade), mas com pior Performance Status, uma metástase, mesmo inicial, poderia levar a óbito. O mecanismo da estratificação pelo Performance Status na análise multivariada simula uma situação (teórica) na qual todos os pacientes teriam o mesmo Performance Status. Quando aplicamos esta ferramenta matemática, a dimensão fractal se revelou fator prognostico significativo na análise univariada.

Na avaliação da análise multivariada, colocamos dimensão fractal em conjunto com Performance Status e o resultado mostrou ambas as variáveis como fatores prognósticos independentes (ao lado da terapia

aplicada).

Em relação aos mecanismos moleculares, o nosso trabalho apoia os conceitos do trabalho de Denny et al. (56), que demonstram que carcinoma neuroendócrino de pequenas células possui duas configurações principais (uma com cromatina A “aberta” e outra B “não aberta”). A configuração com cromatina aberta mostra maior dimensão fractal e pode se transformar subitamente partir da ação do fator de transcrição NFIb. Células com cromatina aberta têm mudança de atividade em número muito grande de genes que regulam todo o processo de estabilidade da cromatina, o que resulta em maior agressividade, com progressão de doença (51,52,56).

Na figura 12, demonstrou-se a dimensão fractal de todas as n=3575 células analisadas contendo uma clara distribuição bimodal.

Em resumo, nossas análises de dimensão fractal em células humanas de carcinoma de pequenas células corroboram a teoria de duas configurações principais da cromatina neste grupo celular, e além disso, também dão suporte para o conceito da arquitetura aberta da cromatina como um fator prognóstico negativo em células do carcinoma neuroendócrino de pequenas células do pulmão.