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O câncer epitelial de ovário (CEO) corresponde à forma mais prevalente de neoplasia maligna de ovário e representa um importante problema de saúde pública, devido à sua elevada taxa de mortalidade. Tal cenário está diretamente relacionado ao diagnóstico tardio, uma vez que a doença apresenta evolução silenciosa e manifestações clínicas inespecíficas, sendo frequentemente identificada em estágios avançados. Nesse contexto, torna-se fundamental o desenvolvimento de estratégias diagnósticas mais sensíveis e específicas, capazes de identificar precocemente a doença e, consequentemente, melhorar o prognóstico das pacientes. O presente estudo teve como objetivo analisar criticamente o papel dos marcadores tumorais no diagnóstico dos tumores epiteliais de ovário, abordando suas limitações e perspectivas futuras. Trata-se de uma revisão bibliográfica narrativa, realizada por meio da análise de artigos científicos publicados nos últimos cinco anos, indexados na base de dados PubMed, utilizando descritores controlados e critérios rigorosos de inclusão e exclusão. Os resultados evidenciam que o marcador sérico CA-125, embora amplamente utilizado na prática clínica, apresenta limitações importantes, especialmente em estágios iniciais da doença e em condições benignas, o que compromete sua acurácia diagnóstica quando utilizado de forma isolada. Diante disso, novas abordagens vêm sendo propostas, destacando-se a utilização de biomarcadores baseados na microbiota intestinal, no metabolismo tumoral e no microambiente imunológico. Estudos recentes demonstram que alterações na composição do microbioma intestinal estão associadas à presença e progressão do CEO, possibilitando o desenvolvimento de modelos diagnósticos integrados, como o Microbial-Cally, que combinam parâmetros inflamatórios e microbiológicos com elevada sensibilidade e especificidade. Paralelamente, a reprogramação metabólica das células tumorais, incluindo o aumento da glicólise aeróbica e alterações no metabolismo lipídico e de aminoácidos, tem sido apontada como fonte promissora de biomarcadores diagnósticos. Adicionalmente, alterações na bioenergética mitocondrial, identificadas em células mononucleares do sangue periférico, configuram uma abordagem minimamente invasiva para avaliação do estado tumoral sistêmico. No âmbito imunológico, a análise do microambiente tumoral e da expressão de moléculas reguladoras da resposta imune, como o PD-1, evidencia a complexidade da interação entre tumor e sistema imunológico, contribuindo para a identificação de novos alvos diagnósticos e terapêuticos. Outro aspecto relevante refere-se à influência da microbiota intestinal na resposta ao tratamento quimioterápico, especialmente em relação à resistência à cisplatina, sugerindo seu potencial como marcador prognóstico e preditivo. Nesse sentido, a integração de diferentes abordagens incluindo biomarcadores metabólicos,imunológicos e microbiológico representa uma estratégia inovadora e promissora no contexto da medicina de precisão. Conclui-se que, embora os métodos tradicionais ainda desempenhem papel importante no diagnóstico do câncer epitelial de ovário, sua limitação reforça a necessidade de incorporação de novos biomarcadores e modelos integrados. A utilização combinada dessas ferramentas pode contribuir significativamente para o diagnóstico precoce, melhor estratificação de risco e otimização das estratégias terapêuticas, com impacto direto na redução da mortalidade associada à doença.