O Prémio Pulido Valente Ciência 2020 foi atribuído a Sara Jorge Moreira da Rocha, primeira autora do artigo 3D Cellular Architecture Affects MicroRNA and Protein Cargo of Extracellular Vesicles, publicado na revista Advanced Science, vol. 6, 4, 180094, 2018, sendo possível encontrá-lo no seguinte link: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201800948

A data da sessão de entrega do Prémio será anunciada oportunamente na comunicação social e no site da Fundação para a Ciência e Tecnologia.

Sobre a Premiada Sara Jorge Moreira da Rocha

A premiada é investigadora do i3S – Instituto de Investigação e Inovação em Saúde/IPATIMUP – Instituto de Patologia e Imunologia Molecular da Universidade do Porto. Formada pelo Mestrado Integrado em Bioengenharia (FEUP, Universidade do Porto) obteve, recentemente, o doutoramento em Biotecnologia Molecular e Celular aplicada às Ciências da Saúde pelo Programa BiotechHealth (ICBAS, Universidade do Porto).

Formada pelo Mestrado Integrado em Bioengenharia (FEUP, Universidade do Porto) e, recentemente, doutorada em Biotecnologia Molecular e Celular aplicada às Ciências da Saúde pelo Programa BiotechHealth (ICBAS, Universidade do Porto). O seu percurso científico convergiu desde cedo com a área da oncobiologia, quando através do programa ERASMUS, teve a oportunidade de estagiar nos laboratórios do Hutchison/MRC Research Centre (Universidade de Cambridge, Reino Unido). Durante a tese de mestrado, desenvolvida no INEB (Porto) e Ipatimup (Porto), participou na criação de um modelo in vitro 3D para estudar a transição epitélio-mesenquima associada ao processo de metastização em cancro. Na sequência deste trabalho, iniciou a sua tese de doutoramento no Ipatimup/i3S (Porto), dedicada ao estudo da interação entre células tumorais, vesículas extracelulares e células imunes, e como é que estas interações contribuem para a progressão do cancro. Ao longo deste projeto trabalhou em laboratórios de excelência nacionais e internacionais, como o iMM (Lisboa) e o INL (Braga), a Universidade de Freiburg (Alemanha) e LUMC (Países Baixos). Estas colaborações resultaram, até ao momento, em cinco publicações científicas, duas das quais como primeira autora. Partilhou estes estudos em mais de 20 conferências internacionais, com distinção do trabalho em quatro ocasiões. Como referido anteriormente, é colaboradora externa no Ipatimup/i3S e integra a equipa da iLoF, uma startup incubada na Faculdade de Medicina da Universidade do Porto.

Resumo do trabalho Premiado

O desenvolvimento de tumores sólidos depende, em grande medida, da composição do microambiente tumoral e da comunicação dinâmica estabelecida entre células malignas e não malignas. As vesículas extracelulares (EVs) destacam-se, entre os mecanismos de comunicação intercelular tumoral, por proporcionarem o transporte estável de moléculas bioativas que mantêm a comunicação entre células. Em cancro gástrico (CG), foi já demonstrado que as EVs desempenham um papel fundamental no desenvolvimento do tumor. No entanto, o modo como estas EVs contribuem para a disseminação à distância deste tipo de cancro, permanece por explorar. Adicionalmente, os fatores intrínsecos e ambientais que modulam a carga e o efeito das EVs de CG permanecem ainda desconhecidos.

Neste trabalho, estudámos o impacto da arquitetura celular 3D no conteúdo e na função das EVs produzidas por células de cancro gástrico. A análise comparativa das características bioquímicas, dos perfis de pequenos RNAs e de proteínas contidas nas EVs, evidenciou uma sobre-representação de microRNAs e uma sub-representação de proteínas nas EVs produzidas em culturas 3D. Adicionalmente, verificou-se que a arquitetura celular 3D tem um efeito negativo na regulação da via de sinalização da ARF6 em EVs. As diferenças observadas foram particularmente relevantes no caso das CG-EVs produzidas por células de cancro gástrico do tipo difuso, uma vez que as EVs produzidas por estas culturas 3D potenciaram a invasão de células epiteliais não malignas, o que não se verificou com as EVs derivadas de culturas 2D. Este estudo postulou que a alteração da arquitetura celular conduz à modulação do conteúdo em microRNAs e proteínas nas EVs, e à consequente modificação do seu efeito funcional nas células recetoras.

Dada a importância destes resultados, prosseguimos com a análise in vivo do impacto da arquitetura celular e das mensagens transmitidas pelas EVs na metastização de CG. Estes dados demonstraram que a histologia e a arquitetura celular 3D das células de GC modulam o conteúdo e o efeito das EVs, o que se traduz em diferentes padrões de metastização do CG.

Summary of the work

The successful development of solid tumours is partially determined by the composition of the tumour microenvironment and the dynamic communication established between malignant and non-malignant cells. Extracellular vesicles (EVs) stand-out, amongst the mechanisms of tumour intercellular communication, as stable carriers of bioactive molecules that sustain cell-cell communication. In gastric cancer (GC), accumulating data advocates that EVs play a crucial role in tumour development, however whether and how EVs participate in GC distant dissemination remains scantily explored. Furthermore, the intrinsic and environmental factors that modulate the cargo and effects of GC-EVs have not yet been unveiled.

In this work, we studied the impact of 3D cellular architecture on the content and function of GC-EVs. A comparative analysis of biochemical features, small RNA and proteomic profiles of EVs, evidenced an upregulation of microRNAs and downregulation of proteins in 3D EVs. Moreover, ARF6 signaling pathway was found to be downregulated in 3D EVs. In diffuse-type GC, the observed differences resulted in enhanced invasion of recipient epithelial non-malignant cells by 3D EVs, as compared to the 2D counterparts. Overall, this study suggested that changes in cell architecture modulated the EV-associated microRNA and protein content, thus modifying the EV functional effect on recipient cells.

The results from this publication prompted us to explore the in vivo impact of cellular architecture and EV-conveyed messages in GC dissemination. Our data suggested that the intrinsic histology and 3D cellular architecture of GC cells modulate the cargo and the role of EVs, leading to distinct patterns of GC metastases.