Un atlas de referință dezvăluie modul în care țesutul mamar îmbătrânit modelează riscul de cancer de sân

Un nou studiu realizat pe șoareci, publicat în jurnalul Nature Aging, explorează felul în care îmbătrânirea influențează rețeaua de celule și mecanisme moleculare din glanda mamară. Deși riscul de cancer de sân crește substanțial odată cu vârsta, se știa relativ puțin despre modul în care îmbătrânirea afectează în detaliu diversele subpopulații celulare (epiteliale, stromale, imune) și despre felul în care aceste schimbări pot semăna cu cele observate în tumorile mamare.
Pentru a umple aceste lacune, cercetătorii au folosit o abordare de ultimă generație, care include secvențiere ARN la nivel unicelular (scRNA-seq), profilarea cromatinei (snATAC-seq) și transcriptomică spațială, pentru a caracteriza atât expresia genelor, cât și accesibilitatea cromatinei în glande mamare provenite de la șoareci tineri (3 luni) și mai în vârstă (18 luni).

• Îmbătrânirea, factor de risc major pentru cancer: Aproximativ două treimi dintre cancerele de sân apar la femeile peste 50 de ani, însă detaliile privind felul în care starea „normală” a țesutului mamar se modifică odată cu vârsta sunt în continuare incomplet înțelese.
• Reorganizarea continuă a glandei mamare: Țesutul mamar trece prin remodelări dinamice de-a lungul vieții (menstruație, sarcină, lactație, involuție), fiind alcătuit dintr-un compartiment epitelial (celule luminale și mioepiteliale) și unul stromal (fibroblaste, adipocite, celule imune, endoteliale etc.).
• Rolul epigeneticii: Cercetări anterioare au arătat că îmbătrânirea este legată de modificări majore la nivelul accesibilității cromatinei și al metilării ADN, ceea ce poate afecta menținerea identității celulare, dar și predispoziția la cancer.

Metodologie

• Prelevare de țesut mamar: S-au obținut mostre de la șoareci femele fără sarcini, cu vârste de 3 luni și 18 luni, echivalente ca etapă de viață cu femei de circa 20–30 de ani, respectiv peste 55 de ani.  
• scRNA-seq și snATAC-seq: Pentru fiecare probă, s-a evaluat expresia ARN la nivel unicelular și accesibilitatea cromatinei.  
• Analize computaționale: Cercetătorii au integrat datele rezultate pentru a identifica subpopulații de celule, a determina expresiile diferențiale și a deduce factorii de transcripție cu activitate modificată odată cu îmbătrânirea.  
• Validare cu date de cancer uman (TCGA): Pentru a vedea dacă schimbările din țesutul „normal” îmbătrânit se regăsesc în cancer, autorii au comparat semnăturile lor moleculare cu date provenite din tumorile mamare umane.

Rezultate principale

Schimbări în compoziția celulară

• Celule epiteliale: Proporția celulelor luminale (atât alveolare, cât și „hormon perceptive”) scade, în timp ce celulele cu markeri mioepiteliali cresc la șoarecii în vârstă. Aceasta sugerează o scădere a fidelității de linie și o posibilă plasticitate crescută.  
• Celule imune: S-a observat o expansiune importantă a unor subtipuri de limfocite T (Gzmk+ T, T de memorie, γδ T și MAIT), iar multe dintre acestea prezintă markeri de epuizare (precum PD-1).  
• Fibroblaste și alte celule stromale: Fibroblastele cresc numeric cu înaintarea în vârstă, iar unele subpopulații dobândesc caracteristici de „fibroblaste asociate cancerului” (de exemplu exprimă markerul Fap), potențial favorizând un mediu pro-tumoral.
• 
  

Alterări transcriptomice și epigenetice

• Gene asociate cu îmbătrânirea și cancerul: S-au identificat sute de gene a căror expresie se modifică semnificativ odată cu vârsta. Multe dintre ele sunt implicate în procese-cheie, precum răspuns inflamator, semnalizarea TNF, NF-κB, p53, MYC sau estrogen.  
• Accesibilitatea cromatinei: Apare un tipar de creștere a deschiderii cromatinei în regiuni asociate cu răspuns inflamator și semnalizare tumorală (estrogen, hipoxie, semnale TNF).  
• Activarea factorilor de transcripție: Analiza motivelor de legare a TF-ilor arată că familia JUN/FOS (legată de inflamație) și NF-κB/RelA au un rol mai pronunțat în celulele epiteliale și T de la animalele în vârstă.

Confirmarea aspectelor spațiale

• Prin transcriptomică spațială, s-a constatat că subpopulațiile de limfocite T crescute la vârstă (Gzmk+ T, Pdcd1+ T, γδ T) se găsesc localizate nu doar în zonele de tip nod limfatic, ci și în imediata apropiere a ductelor mamare, semnalând o interacțiune directă cu celulele epiteliale.  
• Interacțiunile ligand-receptor (Ccl5-Ackr4, integrine-Plaur/Vcam-1 etc.) indicate în analiza scRNA-seq par să se confirme și în secțiunile spațiale, evidențiind complexitatea rețelei dintre celulele epiteliale îmbătrânite și componentele imune.

Similarități cu semnăturile moleculare din cancerul de sân

• O parte din genele modificate la șoarecii bătrâni (de pildă, NKD2, MEX3A, CRIP1, semnalele CCL5, PDCD1, LAG3) se regăsesc în tumorile mamare umane conform datelor din TCGA, sugerând că îmbătrânirea „normală” a glandei mamare poate crea condiții favorabile pentru transformare malignă.
• Mai multe gene supresoare tumorale (p53, Epb41l3 etc.) sunt de asemenea „reactivate” cu vârsta, semn că organismul răspunde la stres, încercând să mențină echilibrul; totuși, modificările globale ar putea facilita inițierea oncogenă la anumiți indivizi.

Implicații și concluzii

• Declin în fidelitatea celulară: Epitelialele mamare îmbătrânite prezintă o „amestecare” a semnăturilor luminale/mioepiteliale, care poate reduce robustețea funcțională normală și spori susceptibilitatea la schimbări pre-neoplazice.  
• Mediu imun pro-inflamator: Creșterea limfocitelor T epuizate și a macrofagilor M2-like sugerează o stare de inflamație cronică ce poate favoriza micro-mediul tumoral.  
• Rolul fibroblastelor îmbătrânite: Creșterea fibroblastelor cu fenotip de tip CAF (ex. Fap+) și expresia markerilor de senescență pun în lumină potențiale ținte terapeutice și explică influența stromei în inițierea cancerului.  
• Valoare de model: Deși există diferențe față de biologia umană (de ex. șoarecii nu traversează menopauza), acest atlas la nivel unicelular ajută la înțelegerea mecanismelor de îmbătrânire care sunt probabil relevante și pentru mamiferul uman.

În ansamblu, acest studiu evidențiază faptul că îmbătrânirea glandei mamare presupune modificări în mai multe compartimente celulare, marcate de semnale epigenetice și transcriptomice care se suprapun substanțial cu cele prezente în cancerul de sân. Rezultatele scot în evidență importanța investigării factorilor de risc asociați cu vârsta și a politicilor de prevenție (ex. screening adaptat, investigații moleculare) întrucât simpla prezență a unui țesut „normal” îmbătrânit poate constitui un sol propice pentru transformarea canceroasă.