Uma colaboração única de astrônomos e pesquisadores de câncer de Cambridge recebeu mais de £ 5 milhões para estabelecer o Centro de Excelência em Criação de Perfil Espacial e Anotação (SPACE), para abrir acesso à sua inovadora...

Pulmão com duas lesões metastáticas derivadas de um tumor primário de mama triplo-negativo de camundongo - Crédito: Laboratório SPACE
Uma colaboração única de astrônomos e pesquisadores de câncer de Cambridge recebeu mais de £ 5 milhões para estabelecer o Centro de Excelência em Criação de Perfil Espacial e Anotação (SPACE), para abrir acesso à sua inovadora tecnologia de mapeamento de câncer e estabelecer colaborações com outros cientistas para permitir que eles investiguem tumores em 3D.
"Quando assumimos o nosso desafio específico, muito do que propusemos era ficção científica"
Greg Hannon
A tecnologia da equipe IMAXT do Cancer Grand Challenges usa técnicas avançadas de biologia espacial para analisar tumores, algumas das quais são baseadas em tecnologia originalmente desenvolvida para mapear a Via Láctea e descobrir novos planetas. Agora, outros cientistas poderão acessar essas tecnologias para criar mapas detalhados de tumores que podem um dia transformar a forma como diagnosticamos e tratamos o câncer.
Liderado pelo Professor Greg Hannon e pelo Dr. Dario Bressan do Instituto de Pesquisa do Câncer do Reino Unido em Cambridge e pelo Dr. Nicholas Walton do Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, o SPACE dará a outros pesquisadores a oportunidade de estudar o câncer de uma forma que antes não era possível.
Dr. Dario Bressan, chefe do SPACE Laboratory no Cancer Research UK Cambridge Institute, disse: “Tumores não são apenas uma massa uniforme de células; eles consistem em um ecossistema diverso de células cancerígenas, células imunes e outros componentes essenciais que dão suporte à sua sobrevivência. Escondidas dentro dessas redes intrincadas estão informações valiosas que podem nos guiar na tomada de decisões de tratamento mais personalizadas para cada paciente.
“Com a plataforma SPACE, os pesquisadores podem ampliar populações celulares específicas, destacar as conexões complexas entre elas e até mesmo executar experimentos virtuais para prever como o tumor pode responder a diferentes tratamentos. Ao desbloquear esses insights, podemos transformar o futuro do tratamento do câncer e descobrir novas oportunidades para terapias direcionadas.”
A equipe do IMAXT recebeu pela primeira vez £ 20 milhões em 2017 do Cancer Research UK por meio do Cancer Grand Challenges, uma iniciativa global de pesquisa cofundada pelo Cancer Research UK e pelo National Cancer Institute nos EUA.
Desde então, a equipe reuniu especialistas de áreas raramente reunidas, incluindo medicina, realidade virtual (RV), programação, biologia molecular, química, matemática e até astronomia, para criar uma ferramenta completamente imersiva para estudar tumores.
Além de permitir que cientistas analisem mapas de tumores em 3D, o IMAXT criou uma tecnologia de RV pioneira que permite ao usuário "entrar" em um tumor usando um headset de RV.
Com o headset, os cientistas conseguem visualizar vastas quantidades de dados detalhados sobre células tumorais individuais em um espaço 3D. Em vez de olhar para esses dados em uma tela de computador, eles podem ver todas as informações em tempo real, como se estivessem dentro do próprio tumor.
O professor Greg Hannon, diretor do Cancer Research UK Cambridge Institute, disse: "O Cancer Grand Challenges oferece uma oportunidade única para equipes internacionais abordarem alguns dos maiores desafios do câncer. Quando assumimos nosso desafio específico, muito do que propusemos era ficção científica.
“Nos últimos 7 anos, nossa equipe transformou essas esperanças e ideias iniciais em abordagens que agora podem ser amplamente disponibilizadas. Na natureza, a biologia se desdobra em três dimensões, e agora finalmente temos as ferramentas para observá-la dessa forma — nos dando uma visão muito mais profunda e precisa do câncer. Estamos entusiasmados em compartilhar essas descobertas com a comunidade mais ampla de pesquisa do câncer."
O diretor do Cancer Grand Challenges no Cancer Research UK, Dr. David Scott, disse: “O IMAXT está mudando o que é possível quando se trata de pesquisa sobre o câncer.
“Podemos obter informações importantes sobre um tumor analisando sua composição genética ou suas proteínas, mas nenhuma tecnologia sozinha pode nos dar a profundidade de compreensão necessária para realmente entender esta doença complexa.
“Ao combinar tecnologia de ponta e vasta experiência, o IMAXT mudará a forma como os cânceres são classificados, tratados e gerenciados, dando a mais pessoas uma chance melhor de sobreviver à doença.”
O financiamento apoiará o laboratório do hub SPACE, hospedado no CRUK Cambridge Institute, e a plataforma de análise e computação SPACE, desenvolvida e operada no Institute of Astronomy, University of Cambridge. Juntos, o SPACE inclui e combina a maioria das tecnologias disponíveis para o perfil molecular espacial de tumores. A colaboração contínua entre as equipes de câncer e astronomia do projeto IMAXT garantirá a manutenção e o desenvolvimento de todos os aspectos críticos da plataforma – desde a expertise técnica e científica até a instrumentação, computação e análise de dados – para permitir que o SPACE continue na vanguarda da pesquisa no campo espacial-ômico emergente e seja um centro valioso de excelência para apoiar novas pesquisas no Cancer Grand Challenge e nas comunidades de pesquisa do câncer.
O SPACE é financiado pela Cancer Research UK por meio do Cancer Grand Challenges. Suporte adicional para o projeto SPACE foi fornecido pela Agência Espacial do Reino Unido por meio do financiamento do desenvolvimento de técnicas de imagem e análise no IoA, Cambridge para uma série de missões de ciência espacial. Elas foram aplicadas com sucesso a dados de imagem espacial por meio do IMAXT e estão prontas para uso mais amplo no SPACE.
Dr. Paul Bate, Diretor Executivo da Agência Espacial do Reino Unido, disse: "O espaço está impulsionando nossas vidas diárias, da navegação por satélite às previsões do tempo e monitoramento climático. Esta colaboração entre as equipes de câncer e astronomia no projeto IMAXT é outro exemplo do mundo real de como a ciência e a tecnologia espaciais estão trazendo benefícios para as pessoas aqui na Terra.
“Graças a essa parceria, a mesma ciência e tecnologia que mapeou a Via Láctea pode em breve ter um impacto positivo em pessoas que lutam contra o câncer e pode ajudar os médicos a fornecer um tratamento melhor e mais rápido.”
No futuro, uma versão de próxima geração da tecnologia VR será desenvolvida e comercializada pela Suil Vision, uma empresa start-up lançada recentemente por membros da equipe do IMAXT e pelo braço de inovação da Cancer Research UK, Cancer Research Horizons. A Suil Vision é a primeira start-up a emergir do programa Cancer Grand Challenges. Com um investimento de £ 500.000 do Cancer Research Horizons Seed Fund, a Suil Vision criará uma versão pronta para o mercado de seu conjunto de tecnologias VR para analisar vários tipos de dados biológicos, implementando-os em instituições de pesquisa e empresas em todo o mundo.
Imagem
Topo: Pulmão com duas lesões metastáticas derivadas de um tumor primário triplo-negativo de mama de camundongo. A figura mostra como o registro das diferentes modalidades de imagem em um nível celular permite segmentar células individuais e identificar populações de células tumorais, diferenciar áreas hipóxicas, aumento de fibrose, infiltração de células imunes e vasos sanguíneos e linfáticos por coloração com um painel de 35 marcadores celulares ao mesmo tempo. Abaixo: Amostra em 3D descreve um tumor cultivado na glândula mamária de um camundongo mostrando o poder do pipeline SPACE para produzir e visualizar grandes volumes (tipicamente ~100.000 imagens individuais registradas e costuradas e até 500 TB 500 GB de dados). As esferas de fluorescência laranja são claramente visíveis no meio fora do tecido biológico e provam ser cruciais para todos os estágios do registro multimodal.
Adaptado de um comunicado de imprensa da Cancer Research UK