Artigo de revisão

Caenorhabditis elegans: Um Modelo Versátil in vivo para Decodificar Vias de Sinalização Oncogênica Conservadas

DOI:

10.3791/72682

14 de agosto de 2026

Neste artigo

Resumo

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Esta revisão avalia Caenorhabditis elegans como um modelo complementar in vivo para a pesquisa de vias do câncer, com foco nas vias conservadas RTK-RAS-ERK, Notch e Wnt, mutantes representativos, leituras quantitativas, ferramentas genéticas, triagem de agentes anticâncer e aplicações baseadas em quimiossensação.

Resumo

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Caenorhabditis elegans (C. elegans) é um modelo metazoário geneticamente manipulável, transparente e de baixo custo que atua como ponte entre ensaios convencionais de cultura celular e sistemas de mamíferos na pesquisa mecanicista do câncer. Esta revisão centrada em vias sinalizadoras abrange estudos representativos das vias conservadas RAS/MAPK, Notch e Wnt, e está organizada em torno da conservação das vias, linhagens mutantes, fenótipos quantitativos, ferramentas genéticas e aplicações em estudos de mecanismos, triagem de compostos e ensaios baseados em quimiossenção. Primeiramente, descrevemos a conservação dos componentes das vias e fenótipos relevantes para tumores, incluindo a superproliferação da linhagem germinativa e o fenótipo multivulva (Muv). Em seguida, catalogamos mutantes representativos, como as linhagens com ganho de função em glp-1 e let-60 e modelos com perda de função em gld-1 e lip-1, que permitem a análise da manutenção de células-tronco, proliferação ectópica e desregulação do sinal. Além disso, discutimos as ferramentas disponíveis para a construção de modelos, incluindo interferência por RNA, transgênese, MosTIC, TALENs e CRISPR/Cas9, destacando suas vantagens e limitações para estudos de função gênica relacionados ao câncer. Por fim, resumimos aplicações publicadas de C. elegans na triagem de fármacos anticâncer, descoberta de vias sinalizadoras e quimiossenção associada a tumores. Ao integrar a conservação genética com fenotipagem in vivo escalonável, C. elegans oferece uma plataforma complementar para geração de hipóteses, validação de vias e descoberta precoce de terapêuticas, embora suas limitações quanto à imunidade adaptativa e complexidade de órgãos devam ser reconhecidas ao se traduzirem achados para a biologia do câncer humano.

Introdução

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

O câncer continua sendo uma das principais causas de morbidade e mortalidade globais. O GLOBOCAN 2022 estimou cerca de 20 milhões de novos casos de câncer e 9,7 milhões de mortes por câncer em todo o mundo, incluindo os cânceres de pele não melanoma1. Como se projeta que a incidência de câncer aumente com o crescimento populacional e o envelhecimento2, sistemas experimentais capazes de elucidar mecanismos conservados e apoiar a priorização eficiente de alvos permanecem essenciais.

Os mecanismos do câncer são comumente investigados em células cultivadas e posteriormente testados em modelos vertebrados. No entanto, o cultivo celular não reproduz a fisiologia de organismo inteiro, enquanto estudos em vertebrados são onerosos e comparativamente de baixo rendimento. Um modelo complementar que combine manipulação genética, contexto multicelular e rápida execução experimental pode, portanto, preencher lacunas entre ensaios in vitro e validação em mamíferos.

Caenorhabditis elegans (C. elegans) preenche esse nicho complementar. A 20 °C, desenvolve-se de embrião a adulto fértil em aproximadamente 3 dias, possui uma longevidade típica em laboratório de 2–3 semanas e produz cerca de 300 descendentes por autofecundação3. O OrthoList 2 identificou ortólogos de C. elegans para 10.678 dos 20.310 genes humanos que codificam proteínas (52,6%)4, enquanto uma análise proteômica comparativa anterior detectou homólogos humanos para aproximadamente 83% do proteoma de C. elegans5. Além disso, cerca de 72% dos genes condutores de câncer humanos curados possuem pelo menos um ortólogo em C. elegans6. Processos conservados incluem apoptose, controle do ciclo celular, metabolismo, respostas ao estresse e sinalização RTK–RAS–ERK, Notch, Wnt, TGF-β e insulina/IGF3,4,6. Contudo, ortologia não implica equivalência funcional completa, e o verme não possui órgãos vertebrados, imunidade adaptativa, angiogênese nem sistema circulatório6.

Esta revisão aborda a sinalização RTK (tirosina quinase de receptor)–RAS–ERK, Notch e Wnt, pois essas vias são evolutivamente conservadas, frequentemente desreguladas no câncer humano e associadas a fenótipos facilmente mensuráveis em C. elegans. Distinguimos tumores verdadeiros da linhagem germinativa de hiperplasias desenvolvimentais ou fenótipos de identidade celular ectópica, resumimos linhagens representativas e leituras quantitativas, revisamos ferramentas genéticas para a construção de modelos e discutimos estudos nos quais experimentos com vermes elucidaram mecanismos anticâncer ou permitiram a priorização de compostos.

Revisão e perspetiva

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Conservação de vias de sinalização oncogênicas em C. elegans
O câncer é impulsionado por combinações de alterações genéticas e epigenéticas que perturbam a proliferação, diferenciação, sobrevivência, manutenção do genoma, metabolismo e interações com o microambiente. C. elegans não consegue reproduzir todas as características da malignidade humana, mas pode isolar funções conservadas de vias em um contexto de organismo inteiro. Os modelos mais informativos, portanto, associam uma lesão molecular definida a um fenótipo mensurável e a uma analogia clara com o câncer humano.

Sinalização RTK-RAS-ERK
A ativação da tirosina quinase de receptor (RTK) promove a dimerização ou reorganização do receptor e a trans-autofosforilação de resíduos de tirosina no citoplasma7. Os sítios de ancoragem de fosfotirosina recrutam proteínas adaptadoras e fatores de troca de nucleotídeos de guanina, que convertem a RAS do estado ligado ao GDP para o estado ligado ao GTP7,8. A RAS-GTP recruta as quinases RAF para a membrana plasmática, onde a ativação da RAF inicia a cascata de quinases RAF–MEK–ERK8,9. A ERK ativada fosforila substratos citoplasmáticos e nucleares que regulam proliferação, diferenciação, sobrevivência e destino celular10. Assim, mutações oncogênicas na RAS ou atividade anormal da RTK podem manter a atividade da via de forma independente do controle extracelular normal8,11.

C. elegans codifica múltiplos RTKs, incluindo LET-23/EGFR e EGL-15/FGFR12. Durante a indução vulval, LIN-3/EGF ativa LET-23 e a cascata conservada SEM-5/GRB2–SOS-1–LET-60/RAS–LIN-45/RAF–MEK-2–MPK-1/ERK12,13,14. A regulação dependente de ERK de LIN-1 e LIN-31 determina os destinos das células precursoras vulvais12,15. A atividade reduzida da via produz um fenótipo sem vulva (vulvaless), enquanto a ativação excessiva—como alelos com ganho de função em let-60—produz o fenótipo multivulva (Muv)15,16. A mesma via também regula o desenvolvimento do ducto excretor, as conexões uterinas-vulvais e diversos processos masculinos e da linhagem germinativa12,17,18,19. A sinalização por EGL-15/FGFR controla a migração dos mioblastos sexuais, a manutenção muscular, o direcionamento de axônios e a homeostase de fluidos20,21,22,23. Como a saída da via é dependente de tecido e estágio, modelos informativos relacionados ao câncer são definidos por uma lesão molecular específica, contexto tecidual relevante e leitura quantitativa12.

Sinalização Notch
Notch é uma via de sinalização dependente de contato na qual um ligante ligado à membrana da família Delta/Serrate/LAG-2 (DSL) em uma célula ativa um receptor Notch em uma célula adjacente24,25. Durante a maturação do receptor, ocorre uma clivagem S1 na via secretora24. A ligação do ligante então expõe o sítio S2 a proteases da família ADAM, seguida pela clivagem S3 pela γ-secretase24,25. O domínio intracelular de Notch liberado entra no núcleo e forma um complexo transcritivo com proteínas ligadoras de DNA da família CSL e coativadores da família Mastermind24. Em C. elegans, os fatores nucleares correspondentes são LAG-1 e SEL-825.

C. elegans possui dois receptores Notch, LIN-12 e GLP-125. Na linhagem germinativa adulta, as células do ápice distal (DTCs) fornecem ligantes DSL, principalmente LAG-2 e APX-1, ao GLP-1 em células adjacentes da linhagem germinativa (GSCs)26,27. A alta atividade de GLP-1 mantém a proliferação mitótica; à medida que as células se afastam da DTC, a sinalização Notch reduzida permite que as vias GLD promovam a entrada na meiose28,29. Alelos de ganho de função em glp-1 podem manter mitoses ectópicas e produzir tumores na linhagem germinativa25,30. LIN-12 controla diversas decisões de destino celular somáticas, incluindo a decisão entre célula ancoradoura e útero ventral; a atividade constitutiva de LIN-12 em células precursoras vulvais produz um fenótipo de multivulva (Muv), e o GLP-1 ativado pode especificar ectopicamente destinos vulvais25,31,32.

Tumores germinais proximais também podem surgir por meio de um mecanismo não autônomo celular chamado de "nicho latente"33. Em mutantes pro-1 ou em mutantes com ganho de função glp-1(ar202), a entrada tardia na meiose permite que células germinativas proximais indiferenciadas encontrem ligantes DSL, incluindo APX-1 e ARG-1, provenientes de células da bainha gonadal em maturação33. A ativação contínua de GLP-1/Notch então sustenta a mitose e a manutenção do tumor33. Em contraste, a perda de gld-1 causa tumores germinais devido à falha na diferenciação meiótica e não deve ser classificada como ativação direta da via Notch34.

Sinalização Wnt
A sinalização Wnt regula o destino celular, polaridade, migração e proliferação por meio de múltiplas vias dependentes do contexto35,36. Na via canônica da β-catenina, a ligação da Wnt aos receptores Frizzled e LRP5/6 inibe o complexo de destruição AXIN–APC–GSK3–CK1, permitindo o acúmulo da β-catenina e sua cooperação com os fatores TCF/LEF no núcleo35,36. A disregulação dessa via é fundamental em diversos cânceres humanos, particularmente no câncer colorretal36.

C. elegans utiliza tanto uma via canônica BAR-1/β-catenina quanto uma via divergente de assimetria Wnt/β-catenina37,38. A sinalização dependente de BAR-1 contribui para decisões de destino celular pós-embrionárias, incluindo o desenvolvimento vulvar37,38. Na via de assimetria, WRM-1/β-catenina e LIT-1/NLK reduzem o nível nuclear de POP-1/TCF em uma célula filha, enquanto SYS-1/β-catenina atua como coativador transcricional; níveis desiguais de POP-1 e SYS-1 geram destinos distintos para as células filhas37,38,39. Essas características específicas do verme diferem da via Wnt canônica em mamíferos e devem ser interpretadas como arquiteturas de sinalização distintas37,38.

A sinalização Wnt não canônica controla a polaridade celular e a migração por meio de vias dependentes de Frizzled e semelhantes a quinases de tirosina receptoras35,40. Em C. elegans, ligantes e receptores Wnt orientam migrações neuronais e mesodérmicas e direcionam divisões assimétricas37,41. Essas leituras são relevantes para a biologia do câncer, pois alterações na polaridade e na motilidade são pré-requisitos para a invasão, embora o verme não modele a disseminação metastática em si36,37.

Fenótipos representativos da via Wnt incluem defeitos no desenvolvimento vulvar em animais com perda de função de bar-142, defeitos na polaridade embrionária em mutantes de mom-2 ou mom-537,43 e defeitos na migração celular ou no direcionamento de axônios em mutantes de mig-1 ou prkl-137,41. Essas linhagens são modelos desenvolvimentais específicos da via e não são equivalentes diretos de tumores malignos36,37.

Seleção de fenótipos e leituras relevantes para o câncer
O termo "tumor" deve ser usado com cautela em modelos relacionados ao câncer em C. elegans6. Os tumores da linhagem germinativa de C. elegans contêm células germinativas que proliferam ectopicamente e apresentam defeitos de diferenciação, fornecendo, portanto, o análogo mais próximo em vermes ao crescimento neoplásico30,34,44. Em contraste, o fenótipo multivulva (Muv) reflete a indução ectópica do destino celular vulvar e o crescimento tecidual; trata-se de uma leitura sensível da atividade das vias RAS/MAPK ou Notch, mas não constitui um tumor maligno15,16,25. No germline distal, o sinal Notch derivado da célula apical distal (DTC) mantém o reservatório de progenitores mitóticos28,44. Alelos com ganho de função em glp-1 ou defeitos em genes de diferenciação meiótica, como gld-1, podem expandir as células germinativas mitóticas30,34,44. Em células precursoras vulvares, o ganho de função de let-60/RAS ou a redução da atividade de reguladores negativos, como LIP-1, pode produzir ou acentuar fenótipos Muv15,16,45. Essas categorias de fenótipos são resumidas esquematicamente na Figura 1. A Figura 1A mostra o contexto anatômico normal e as leituras de referência utilizadas em ensaios relacionados ao câncer em C. elegans. A Figura 1D relaciona o sinal RAS/MAPK dependente de LIN-3/LET-23 às decisões de destino celular em precursoras vulvares, enquanto a Figura 1E ilustra o sinal GLP-1/Notch no nicho de células-tronco do germline distal e os mecanismos de tumor em nicho latente. A Figura 1F separa ainda mais o ramo canônico de Wnt dependente de BAR-1 da via de assimetria Wnt/β-catenina, enfatizando que as leituras relacionadas a Wnt em C. elegans devem ser interpretadas como fenótipos de desenvolvimento ou sensíveis à via, e não como modelos diretos de tumor maligno. Pontos finais quantitativos recomendados incluem a porcentagem de animais Muv, número de projeções vulvares ectópicas, comprimento da zona mitótica, células germinativas positivas para histona H3 fosforilada, área do gonade, fertilidade, localização de repórteres e relações dose-resposta15,28,30,44,45. Tabela 1 resume cepas representativas, suas lesões moleculares, fenótipos, ensaios quantitativos e aplicações relacionadas ao câncer.

Ferramentas genéticas e experimentais
Modelos de C. elegans podem ser gerados por meio de mutagênese clássica, transgênese, interferência por RNA (RNAi) ou edição genômica direcionada46,47,48. A microinjeção gonadal cria com eficiência arranjos extracromossômicos46, enquanto a irradiação, o bombardeio com micropartículas e sistemas de inserção de cópia única podem gerar linhagens transgênicas integradas ou de baixo número de cópias, reduzindo artefatos relacionados ao número de cópias e à mosaicidade47,48. Recombinases específicas de sítio, inserção de cópia única mediada por Mos1, nucleases de dedo de zinco, TALENs e, especialmente, CRISPR/Cas9 permitem deleções direcionadas, mutações pontuais, marcação endógena, alelos condicionais e variantes humanizadas48,49. O método deve ser escolhido com base em se o estudo exige silenciamento transitório, perda estável, ganho de função, especificidade tecidual, expressão endógena ou substituição por uma variante humana de câncer48,49.

O RNAi pode ser administrado por injeção gonadal, imersão ou alimentação com bactérias que expressam RNA de fita dupla50. É um método rápido e escalável, mas a eficiência do silenciamento varia entre tecidos e genes, e o RNAi produz um fenocópia ao invés de um alelo herdável definido50. Para estudos com compostos, a validação do modelo deve incluir resgate genético ou epistasia, alelos independentes e leituras ortogonais para distinguir efeitos específicos da via de toxicidade, atraso no desenvolvimento ou ingestão reduzida de alimento6,44.

O fluxo de trabalho prático para aplicar esses modelos é resumido na Figura 2. Nesse contexto, uma questão relacionada ao câncer é inicialmente associada a uma via de sinalização conservada e a uma lesão molecular definida, seguida pela seleção de uma linhagem apropriada de C. elegans ou modelo geneticamente modificado, um fenótipo quantitativo e controles de validação. Esse delineamento em etapas ajuda a distinguir a modulação específica da via de efeitos tóxicos gerais ou atraso no desenvolvimento e fornece uma base racional para aplicações subsequentes em estudos de mecanismo, priorização de compostos ou ensaios baseados em quimiossensação.

Aplicações anteriores
Estudos publicados ilustram como modelos de C. elegans definidos por vias podem apoiar a priorização de compostos em estágios iniciais. Em uma plataforma específica para mutações de EGFR, Bae et al. expressaram receptores quiméricos LET-23 contendo o domínio tirosina-quinase humano de EGFR em células vulvais, incluindo as variantes selvagem, L858R e T790M/L858R. As quimeras ativadoras L858R e T790M/L858R produziram um fenótipo multivulva (Muv), permitindo que a porcentagem de animais Muv servisse como um ponto final quantitativo para triagem. Gefitinibe e erlotinibe suprimiram o fenótipo Muv associado à L858R, mas não o fenótipo associado à T790M/L858R. Em uma triagem piloto de 8.960 moléculas pequenas, AG1478 e U0126 foram identificados como inibidores da sinalização dependente de EGFR ou MEK, respectivamente51. Medina et al. avaliaram ainda candidatos para reposicionamento terapêutico — itraconazol, dissulfiram, etodolaco e ouabaína — em linhagens mutantes definidas por vias, representando perturbações nas vias Wnt, Notch e RAS–ERK. A recuperação da esterilidade, infertilidade ou fenótipos Muv foi utilizada como ponto fenotípico final para priorização de compostos52. Mais recentemente, Makhoul et al. testaram o composto EAPB02303 em animais MT2124 let-60(n1046gf) e MT4698 let-60(n1700gf). Eles quantificaram tanto a proporção de animais que exibiam o fenótipo Muv quanto o número de vulvas ectópicas por animal, observando supressão fenotípica compatível com redução da atividade da via LET-60/RAS–MAPK. Seus experimentos complementares de longevidade e de localização de DAF-16 também apoiaram um efeito sobre a sinalização insulina/IGF-1–PI3K–AKT53. Contudo, a recuperação fenotípica nesses modelos de verme deve ser interpretada como evidência de modulação da via e priorização de compostos em estágio inicial, e não como prova direta de eficácia anticâncer em tumores de mamíferos.

Modelos de tumores germinativos distinguem rotas mecanicamente diferentes a partir da proliferação persistente. Alelos de ganho de função em glp-1 mantêm a mitose dependente de GLP-1/Notch na linhagem germinativa, enquanto mutantes de pro-1 revelam um mecanismo latente não autônomo à célula, no qual ligantes DSL das células da bainha proximal sustentam a manutenção aberrante da mitose. Em contraste, a perda de função de gld-1 causa a formação de tumores germinativos principalmente por meio de uma diferenciação meiótica defeituosa, e não pela ativação direta da via Notch. Esses modelos fornecem, portanto, sistemas complementares para o estudo da manutenção de células-tronco, falha na diferenciação e iniciação tumoral dependente do microambiente30,33,34.

Outras aplicações relacionadas ao câncer incluem telas de letalidade sintética de LIN-35/Rb, ensaios de apoptose dependentes de CEP-1/p53 e estudos da sinalização de AMPK e PI3K6,44. As aplicações baseadas na quimiossensação devem ser consideradas separadamente da modelagem de tumores e triagem de fármacos. Nestes estudos, C. elegans são expostos a metabólitos voláteis ou urinários associados ao câncer, e as respostas comportamentais são medidas como sinais potenciais para diagnóstico. Tais ensaios não modelam o crescimento tumoral nem a atividade de fármacos anticâncer e exigem validação analítica e clínica antes da tradução para uso diagnóstico54,55.

Perspectivas
C. elegans é mais valioso quando a questão biológica depende de mecanismos sistêmicos ou autônomos celulares conservados que possam ser associados a um fenótipo quantitativo. Suas limitações—como a ausência de imunidade adaptativa, vasculatura, epitélios específicos de órgãos e metástase natural—impedem a modelagem direta de muitas interações entre tumor e estroma ou com o sistema imunológico. As oportunidades futuras incluem edição endógena de variantes derivadas de pacientes, perturbações específicas de tecidos, imagem de alto conteúdo, fenotipagem automatizada e integração da genética do verme com a genômica do câncer humano. Os resultados devem ser considerados como evidências geradoras de mecanismos ou alvos e validados em células de mamíferos ou modelos vertebrados antes que conclusões translacionais sejam obtidas.

Conclusões

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

C. elegans é um sistema complementar e geneticamente manipulável in vivo para dissecar vias de sinalização relacionadas ao câncer conservadas e priorizar alvos ou compostos candidatos. Suas aplicações mais informativas conectam explicitamente alterações humanas relacionadas ao câncer a um ortólogo conservado no verme, contexto tecidual e fenótipos quantitativos, como superproliferação da linhagem germinativa, formação de multivulva, atividade de repórter ou resposta a fármacos. A interpretação deve distinguir tumores verdadeiros da linhagem germinativa de leituras de vias de desenvolvimento e deve ser apoiada por alelos independentes, resgate genético ou epistasia, e controles para toxicidade e atraso no desenvolvimento. Embora o verme não possa modelar imunidade adaptativa, vasculatura, arquitetura específica de órgãos ou metástase, ele permanece valioso para geração rápida de hipóteses e validação inicial de vias. Trabalhos futuros combinando edição endógena de variantes derivadas de pacientes, perturbação tecido-específica, fenotipagem automatizada e validação entre espécies fortalecerão a transposição para a biologia do câncer em mamíferos.

figure-results-1
Figura 1. Leituras conservadas de sinalização relacionadas ao câncer em C. elegans. (A) Anatomia selvagem e leituras normais. (B) Crescimento excessivo semelhante a tumor na linhagem germinativa com expansão da zona mitótica. (C) Fenótipo multivulva (Muv) como leitura quantificável da via. (D) Sinalização LIN-3/LET-23 RAS/MAPK em células precursoras vulvais. (E) Sinalização GLP-1/Notch no nicho de células-tronco da linhagem germinativa e mecanismos de tumor em nicho latente. (F) Os ramos Wnt de C. elegans são separados no ramo canônico dependente de BAR-1 e na via de assimetria Wnt/β-catenina. Fenótipos Muv e relacionados ao Wnt são leituras sensíveis ao desenvolvimento ou à via, e não modelos diretos de tumores malignos. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.

figure-results-2
Figura 2. Estrutura prática que conecta modelos de C. elegans a mecanismos e aplicações relacionados ao câncer. O fluxo de trabalho conecta a seleção de vias, a definição de lesão molecular, a seleção de leitura do modelo, a validação quantitativa e a aplicação relacionada ao câncer. Os usos representativos incluem ensaios de supressão de Muv pela via RAS/MAPK, estudos de mecanismos de tumores germinativos, controles de vias e toxicidade, e aplicações baseadas em quimiossensação não relacionadas a tumores. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.

EstirpeGenótipoLesão molecular / ramo da viaFenótipo / leituraParâmetro quantitativo recomendadoUso representativo / precaução
CB1026lin-1(e1026) IV.Saída transcricional da via RAS/MAPK; repressor LIN-1 ETS downstream de MPK-1/ERKMultivulva (Muv)% de animais Muv; protrusões vulvais ectópicas/animalLeitura da atividade vulval da via RAS/MAPK; indicador do caminho de desenvolvimento, não tumor maligno
CB1275lin-1(e1275) IV.Saída transcricional da via RAS/MAPKMuv% Muv; protrusões/animalOutro alelo lin-1 para confirmação da saída da via
MT3516lin-1(e1275) cha-1(p1152) IV.Saída da via RAS/MAPK em um contexto genético complexoMuv% Muv; cronometragem do desenvolvimento; fertilidadeUsar com cautela, a menos que o background cha-1 seja relevante para o ensaio
MT301lin-31(n301) II.Saída transcricional dependente de RAS/MAPK; fator forkhead LIN-31Muv% Muv; localização do marcador de destino das células vulvais (VPC)Leitura do destino celular vulval downstream de LET-60/MPK-1
MT1001lin-1(e1777) IV.Saída transcricional da via RAS/MAPKMuv% Muv; protrusões/animalCorrigido de saída relacionada à via Wnt para saída relacionada à RAS/MAPK
MT2124let-60(n1046gf) IV.Função ganhada de LET-60/RAS; sinalização hiperativa da via RAS/MAPKMuv% Muv; protrusões/animal; supressão dose-respostaTriagem de compostos anticâncer na via RAS/MAPK e ensaios de supressão da via
MT4698let-60(n1700gf) IV.Função ganhada de LET-60/RAS; sinalização hiperativa da via RAS/MAPKMuv% Muv; protrusões/animal; supressão dose-respostaEstirpe para triagem de compostos na via RAS/MAPK; usada com MT2124 em estudos de supressão da via EAPB02303
MT309lin-15B&lin-15A(n309) X.Multivulva sintética; regulação negativa da indução vulval / background permissivo para RASMuv% Muv; penetrância; protrusões/animalBackground sensibilizado ou modificador de Muv; não é um modelo direto de tumor
ZM10942lin-15B&lin-15A(n765) X; hpIs774; hpEx4292.Background de Muv sintética com contexto de repórter/transgeneMuv / leitura do repórter% Muv; localização/intensidade do repórterUsar quando a leitura do repórter for essencial; descrever o transgene/repórter no texto
JK590glp-1(q35)/eT1 III; him-5(e1490)/eT1 V.Truncamento da extremidade C-terminal do receptor GLP-1/Notch; Muv semidominante com fenótipo GlpMuv estéril / Glp% Muv; esterilidade; contagem de proleLeitura do desenvolvimento vulval/germinativo dependente de Notch; não agrupar com modelos de tumor da germline distal
GC833glp-1(ar202) III.Função ganhada de GLP-1/NotchTumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; área do gonade; fertilidadeMitose persistente dependente de Notch no modelo de tumor germinativo
BS3164unc-32(e189) glp-1(ar202) III.Função ganhada de GLP-1/Notch com marcador/background unc-32Tumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; área do gonade; fertilidadeBackground alternativo glp-1(ar202); indicar marcador/background nos métodos
GC565pro-1(na48)/mIn1 [dpy-10(e128) mIs14] II.Modelo de nicho latente; entrada meiótica retardada permite exposição ao ligante DSL proximal e ativação de GLP-1/NotchTumor germinativo proximalCélulas mitóticas proximais; células pH3+; área do gonade; fertilidadeIniciação de tumor não autônoma celular; distinguir de ativação direta de glp-1
IT540gap-3(kp1) I; puf-8(zh17) unc-4(e120)/mnC1 [dpy-10(e128) unc-52(e444)] II.Background misto associado à via RAS/MAPK e ligação ao RNA/diferenciaçãoMuv e tumor germinativo% Muv; comprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidadeUsar apenas com uma justificativa mecanicista clara, pois os fenótipos surgem de vias mistas
XA774gld-1(q485)/gna-2(qa705) unc-55(e1170) I.Falha na diferenciação GLD/meiótica; não é ativação direta de NotchTumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; área do gonade; fertilidadeModelo de falha na diferenciação meiótica; não rotular como Notch
JK3025gld-1(q485) I/hT2 [bli-4(e937) let-?(q782) qIs48] (I;III).Falha na diferenciação GLD/meióticaTumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidadeModelo de tumor gld-1 equilibrado; distinguir de tumores glp-1/Notch
JK1466gld-1(q485)/dpy-5(e61) unc-13(e51) I.Falha na diferenciação GLD/meióticaTumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidadeBackground alternativo gld-1; distinguir de tumores induzidos por Notch
JK4299gld-2(q497) gld-1(q361) I/hT2 [bli-4(e937) let-?(q782) qIs48] (I;III).via de entrada meiótica/diferenciação GLD-1/GLD-2Tumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidadeModelo de tumor da via GLD; não é ativação direta de Notch
JK4832gld-1(q485) gld-2(q497) lst-1(ok814) sygl-1(tm5040) I/hT2 [bli-4(e937) let-?(q782) qIs48] (I;III).via GLD mais background de regulador de células-troncoTumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidade; expressão de marcadoresModelo mecanicamente complexo de destino de células-tronco/diferenciação GLD; indicar hipótese exata
JK2879gld-2(q497) gld-1(q485)/hT2 [bli-4(e937) let-?(q782) qIs48] (I;III).via de diferenciação GLD-1/GLD-2Tumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidadeModelo alternativo equilibrado de tumor da via GLD
BS3156unc-13(e51) gld-1(q485)/hT2 [dpy-18(h662)] I; +/hT2 [bli-4(e937)] III.Falha na diferenciação GLD/meiótica com mutações de marcador/backgroundTumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidadeUsar com background genético claramente descrito
JK5760lst-1(ok814) sygl-1(q828) gld-2(q497) gld-1(q361) I/hT2 [bli-4(e937) let-?(q782) qIs48] (I;III).via GLD mais background de regulador de células-tronco/destino NotchTumor germinativoComprimento da zona mitótica; células pH3+; fertilidade; expressão de marcadores de células-troncoModelo complexo de célula-tronco germinativa/diferenciação; não agrupar sob “Notch”

Tabela 1: Linhas mutantes representativas de C. elegans e leituras recomendadas para vias relacionadas ao câncer. A nomenclatura e os genótipos das linhagens são baseados nos registros do CGC/WormBase; anotações das vias e fenótipos15,16,25,30,33,34,44,45,51,52,53. Esta tabela resume linhagens representativas que ilustram leituras específicas de vias comumente utilizadas em estudos com C. elegans relacionados ao câncer.

Abreviações: CGC, Centro de Genética de Caenorhabditis; DSL, ligante da família Delta/Serrate/LAG-2; EGFR, receptor do fator de crescimento epidérmico; ERK, quinase regulada por sinal extracelular; gf, ganho-de-função; GLD, desenvolvimento da linhagem germinativa defeituoso; Glp, fenótipo de proliferação da linhagem germinativa defeituosa; lf, perda-de-função; MAPK, quinase ativada por mitógeno; MEK, quinase da MAPK/ERK; Muv, multivulva; pH3+, positivo para fosfo-histona H3; RAS, sarcoma de rato; RNAi, interferência de RNA; VPC, célula precursora vulvar; Wnt, wingless/integrado. ETS, específico de transformação E26.

Divulgações

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Os autores declaram não haver conflitos de interesses.

Agradecimentos

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Agradecemos ao Caenorhabditis Genetics Center, financiado pelo NIH Office of Research Infrastructure Programs (P40 OD010440), pela disponibilização de informações e recursos sobre linhagens. Este trabalho foi apoiado pela Fundação Científica da Secretaria de Saúde da Província de Zhejiang (n.º 2025KY1608).

Referências

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bray F, et al. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2024;74(3):229-263.
  2. Soerjomataram I, Bray F. Planning for tomorrow: global cancer incidence and the role of prevention 2020-2070. Nat Rev Clin Oncol. 2021;18(10):663-672.
  3. Corsi AK, Wightman B, Chalfie M. A transparent window into biology: a primer on Caenorhabditis elegans. Genetics. 2015;200(2):387-407.
  4. Kim W, Underwood RS, Greenwald I, Shaye DD. OrthoList 2: a new comparative genomic analysis of human and Caenorhabditis elegans genes. Genetics. 2018;210(2):445-461.
  5. Lai CH, Chou CY, Ch'ang LY, Liu CS, Lin WC. Identification of novel human genes evolutionarily conserved in Caenorhabditis elegans by comparative proteomics. Genome Res. 2000;10(5):703-713.
  6. Cerón J. Caenorhabditis elegans for research on cancer hallmarks. Dis Model Mech. 2023;16(6):dmm050079.
  7. Lemmon MA, Schlessinger J. Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell. 2010;141(7):1117-1134.
  8. Karnoub AE, Weinberg RA. Ras oncogenes: split personalities. Nat Rev Mol Cell Biol. 2008;9(7):517-531.
  9. Udell CM, Rajakulendran T, Sicheri F, Therrien M. Mechanistic principles of RAF kinase signaling. Cell Mol Life Sci. 2011;68(4):553-565.
  10. Yoon S, Seger R. The extracellular signal-regulated kinase: multiple substrates regulate diverse cellular functions. Growth Factors. 2006;24(1):21-44.
  11. Malumbres M, Barbacid M. RAS oncogenes: the first 30 years. Nat Rev Cancer. 2003;3(6):459-465.
  12. Sundaram MV. Canonical RTK-Ras-ERK signaling and related alternative pathways. WormBook. 2013:1-38.
  13. Hill RJ, Sternberg PW. The gene lin-3 encodes an inductive signal for vulval development in C. elegans. Nature. 1992;358(6386):470-476.
  14. Aroian RV, Koga M, Mendel JE, Ohshima Y, Sternberg PW. The let-23 gene necessary for Caenorhabditis elegans vulval induction encodes a tyrosine kinase of the EGF receptor subfamily. Nature. 1990;348(6303):693-699.
  15. Shin H, Reiner DJ. The signaling network controlling C. elegans vulval cell fate patterning. J Dev Biol. 2018;6(4):30.
  16. Han M, Aroian RV, Sternberg PW. The let-60 locus controls the switch between vulval and nonvulval cell fates in Caenorhabditis elegans. Genetics. 1990;126(4):899-913.
  17. Abdus-Saboor I, et al. Notch and Ras promote sequential steps of excretory tube development in C. elegans. Development. 2011;138(16):3545-3555.
  18. Chang C, Newman AP, Sternberg PW. Reciprocal EGF signaling back to the uterus from the induced C. elegans vulva coordinates morphogenesis of epithelia. Curr Biol. 1999;9(5):237-246.
  19. Chamberlin HM, Sternberg PW. The lin-3/let-23 pathway mediates inductive signaling during male spicule development in Caenorhabditis elegans. Development. 1994;120(10):2713-2721.
  20. DeVore DL, Horvitz HR, Stern MJ. An FGF receptor signaling pathway is required for the normal cell migrations of the sex myoblasts in C. elegans hermaphrodites. Cell. 1995;83(4):611-620.
  21. Szewczyk NJ, Jacobson LA. Activated EGL-15 FGF receptor promotes protein degradation in muscles of Caenorhabditis elegans. EMBO J. 2003;22(19):5058-5067.
  22. Bülow HE, Boulin T, Hobert O. Differential functions of the C. elegans FGF receptor in axon outgrowth and maintenance of axon position. Neuron. 2004;42(3):367-374.
  23. Huang P, Stern MJ. FGF signaling functions in the hypodermis to regulate fluid balance in C. elegans. Development. 2004;131(11):2595-2604.
  24. Kopan R, Ilagan MXG. The canonical Notch signaling pathway: unfolding the activation mechanism. Cell. 2009;137(2):216-233.
  25. Greenwald I, Kovall R. Notch signaling: genetics and structure. WormBook. 2013:1-28.
  26. Kimble J, Seidel H. C. elegans germline stem cells and their niche. StemBook. 2013.
  27. Chen J, et al. GLP-1 Notch-LAG-1 CSL control of the germline stem cell fate is mediated by transcriptional targets lst-1 and sygl-1. PLoS Genet. 2020;16(3):e1008650.
  28. Kimble J, Crittenden SL. Germline proliferation and its control. WormBook. 2005:1-14.
  29. Austin J, Kimble J. glp-1 is required in the germ line for regulation of the decision between mitosis and meiosis in C. elegans. Cell. 1987;51(4):589-599.
  30. Berry LW, Westlund B, Schedl T. Germ-line tumor formation caused by activation of glp-1, a Caenorhabditis elegans member of the Notch family of receptors. Development. 1997;124(4):925-936.
  31. Seydoux G, Greenwald I. Cell autonomy of lin-12 function in a cell fate decision in C. elegans. Cell. 1989;57(7):1237-1245.
  32. Mango SE, Maine EM, Kimble J. Carboxy-terminal truncation activates glp-1 protein to specify vulval fates in Caenorhabditis elegans. Nature. 1991;352(6338):811-815.
  33. McGovern M, Voutev R, Maciejowski J, Corsi AK, Hubbard EJA. A latent niche mechanism for tumor initiation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(28):11617-11622.
  34. Francis R, Barton MK, Kimble J, Schedl T. gld-1, a tumor suppressor gene required for oocyte development in Caenorhabditis elegans. Genetics. 1995;139(2):579-606.
  35. Angers S, Moon RT. Proximal events in Wnt signal transduction. Nat Rev Mol Cell Biol. 2009;10(7):468-477.
  36. Clevers H, Nusse R. Wnt/β-catenin signaling and disease. Cell. 2012;149(6):1192-1205.
  37. Sawa H, Korswagen HC. Wnt signaling in C. elegans. WormBook. 2013:1-30.
  38. Jackson BM, Eisenmann DM. β-catenin-dependent Wnt signaling in C. elegans. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012;4(8):a007948.
  39. Liu J, Phillips BT, Amaya MF, Kimble J, Xu W. The C. elegans SYS-1 protein is a bona fide beta-catenin. Dev Cell. 2008;14(5):751-761.
  40. Green JL, Kuntz SG, Sternberg PW. Ror receptor tyrosine kinases: orphans no more. Trends Cell Biol. 2008;18(11):536-544.
  41. Ackley BD. Wnt-signaling and planar cell polarity genes regulate axon guidance along the anteroposterior axis in C. elegans. Dev Neurobiol. 2014;74(8):781-796.
  42. Eisenmann DM, Maloof JN, Simske JS, Kenyon C, Kim SK. The beta-catenin homolog BAR-1 and LET-60 Ras coordinately regulate the Hox gene lin-39 during Caenorhabditis elegans vulval development. Development. 1998;125(18):3667-3680.
  43. Park FD, Tenlen JR, Priess JR. C. elegans MOM-5/frizzled functions in MOM-2/Wnt-independent cell polarity and is localized asymmetrically prior to cell division. Curr Biol. 2004;14(24):2252-2258.
  44. Jones M, Norman M, Tiet AM, Lee J, Lee MH. C. elegans germline as three distinct tumor models. Biology (Basel). 2024;13(6):425.
  45. Berset T, Hoier EF, Battu G, Canevascini S, Hajnal A. Notch inhibition of RAS signaling through MAP kinase phosphatase LIP-1 during C. elegans vulval development. Science. 2001;291(5506):1055-1058.
  46. Mello CC, Kramer JM, Stinchcomb D, Ambros V. Efficient gene transfer in C. elegans: extrachromosomal maintenance and integration of transforming sequences. EMBO J. 1991;10(12):3959-3970.
  47. Praitis V, Casey E, Collar D, Austin J. Creation of low-copy integrated transgenic lines in Caenorhabditis elegans. Genetics. 2001;157(3):1217-1226.
  48. Chen X, Feng X, Guang S. Targeted genome engineering in Caenorhabditis elegans. Cell Biosci. 2016;6:60.
  49. Dickinson DJ, Goldstein B. CRISPR-based methods for Caenorhabditis elegans genome engineering. Genetics. 2016;202(3):885-901.
  50. Ahringer J. Reverse genetics. WormBook. 2006:1-43.
  51. Bae YK, et al. An in vivo C. elegans model system for screening EGFR-inhibiting anticancer drugs. PLoS One. 2012;7(9):e42441.
  52. Medina PM, Ponce JM, Cruz CA. Revealing the anticancer potential of candidate drugs in vivo using Caenorhabditis elegans mutant strains. Transl Oncol. 2021;14(1):100940.
  53. Makhoul P, et al. Uncovering the molecular pathways implicated in the anticancer activity of the imidazoquinoxaline derivative EAPB02303 using a Caenorhabditis elegans model. Int J Mol Sci. 2024;25(14):7785.
  54. Hirotsu T, et al. A highly accurate inclusive cancer screening test using Caenorhabditis elegans scent detection. PLoS One. 2015;10(3):e0118699.
  55. Lanza E, et al. C. elegans-based chemosensation strategy for the early detection of cancer metabolites in urine samples. Sci Rep. 2021;11:17133.

Reimpressões e permissões

Solicitar permissão para reutilizar o texto ou as figuras deste artigo JoVE

Solicitar permissão

Etiquetas

Cancer ResearchCaenorhabditis eleganscancer modelcancer signalgermline tumorMulti vulval

Artigos relacionados