Cómo se propagan los cánceres a nivel celular: los científicos encuentran pistas

El hecho de que diferentes tipos de tumores solo se diseminen a órganos particulares y seleccionados ha sido conocido por los investigadores del cáncer por más de un siglo. Sin embargo, hasta ahora los científicos no han podido determinar la teoría del "suelo y la semilla" de 1889, que es el mecanismo subyacente detrás de la metástasis específica de un órgano.
Weill Cornell Investigadores médicos del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center y sus colaboradores pueden haber descubierto una explicación que podría proporcionar una nueva visión de la teoría del "suelo y la semilla". En un artículo recientemente publicado en línea enMedicina de la naturaleza, han descrito un nuevo mecanismo para controlar la metástasis del cáncer que podría usarse potencialmente como una nueva herramienta de diagnóstico y opción de tratamiento.
Las vesículas exosómicas son un subtipo específico de vesículas de membrana que circulan en la sangre y contienen numerosas proteínas, lípidos e incluso ácidos nucleicos. En su estudio, los investigadores lograron demostrar un mecanismo por el cual las células cancerosas del melanoma liberan pequeñas vesículas exosómicas que viajan a diversos lugares, como el cerebro, los huesos, el hígado y los pulmones, donde el material celular dentro de las vesículas se fusiona con estos órganos, estableciendo el ambiente perfecto para extender las células tumorales.
Los investigadores señalan que estos exosomas cancerosos nocivos pueden causar diversos efectos; Por ejemplo, son capaces de desencadenar la inflamación, favorecer el proceso de vasos sanguíneos con goteras y "programar" células progenitoras de la médula ósea para involucrarse en una cascada metastásica que se produce pronto. Los exosomas podrían ser potencialmente ventajosos en el diagnóstico, el pronóstico y el tratamiento del cáncer, dado que son fácilmente accesibles y mensurables a medida que circulan en el torrente sanguíneo.
El Dr. David C. Lyden, Profesor Asociado de Stavros S. Niarchos en Cardiología Pediátrica y profesor asociado de Pediatría y Biología Celular y del Desarrollo en el Weill Cornell Medical College, que también es neurooncólogo pediátrico en el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, explicó: "El perfil del exosoma podría ser útil de varias maneras: para ayudar a detectar el cáncer temprano, predecir la agresividad del tumor de un paciente y la respuesta a la quimioterapia u otros tratamientos, y comprender el riesgo de recurrencia o propagación del cáncer antes de que los métodos tradicionales capaz de."
La Dra. Jacqueline F. Bromberg, que estudia el cáncer de mama, y ??que es médico adjunto en el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center y profesor asociado de Medicina en Weill Cornell, agrega: "Creemos que cada tipo de tumor tendrá su propio perfil de proteína exosomal que representará cada subtipo de tumor. Las proteínas exosómicas serán útiles para el pronóstico al predecir qué pacientes, incluidos los que desarrollan la enfermedad décadas después de su diagnóstico original, probablemente estarán en riesgo de futura enfermedad metastásica ".
Según el autor principal, el Dr. Héctor Peinado, instructor de biología molecular en el Departamento de Pediatría del Weill Cornell Medical College, los hallazgos indican que para que una terapia contra el cáncer sea efectiva, tiene que ser de varias capas, y dice: "Si, en el futuro, pudimos encontrar una manera de controlar la 'educación' de las células de la médula ósea, así como la liberación y el contenido de los exosomas tumorales en pacientes con cáncer, pudimos reducir y reducir la propagación del cáncer, y mejorar la calidad de vida y la supervivencia del paciente ".
Co-autor principal, el Dr. Lyden y su equipo fueron los primeros en descubrir que las células derivadas de la médula ósea (BMDC) fueron cruciales para formar sitios cebados en órganos distantes, llamados 'nichos premetastásicos' que proporcionan una base perfecta para células que se diseminan desde un tumor primario. Durante años han investigado la decodificación de los procesos bioquímicos que producen estos nichos, tratando de comprender las señales que inducen a los BMDC a llevar a cabo sus funciones en el nicho. Al principio investigaron los exosomas, que originalmente se creía que consistían en simples desechos celulares utilizados para arrojar las proteínas usadas, pero luego se descubrió que contenían ARN y ácidos nucleicos que se encuentran en las células cancerosas.
Decidieron investigar si los exosomas liberados de un melanoma desempeñaban un papel particular en el cáncer y, según el Dr. Lyden, descubrieron:

"Tras su liberación del tumor primario, los exosomas derivados de células de melanoma se fusionan con células en órganos metastásicos distantes y nódulos linfáticos, lo que media la filtración vascular y la inflamación, promoviendo la formación de nichos premetastásicos que mejoran el crecimiento metastásico futuro".

El Dr. Peinado explica que los exosomas transfieren numerosas proteínas exosómicas a los BMDC, donde pueden reprogramar las células para involucrarse en la cascada metastásica, diciendo: "Encontramos una proteína oncogénica, llamada MET, que es producida por tumores altamente metastásicos y empaquetada en exosomas pro-metastásicos. Los exosomas tumorales circulan, fusionan y transfieren su información, incluida la oncoproteína MET, a muchas células, como las células de la médula ósea, que a su vez promueven un fenotipo pro-metastásico ".
Además, también descubrieron que la reprogramación de los BMDC por exosomas tiene un efecto a largo plazo. Esto podría explicar por qué los tumores pueden permanecer inactivos durante años antes de que de repente se conviertan en una enfermedad metastásica. Según el Dr. Bromberg, estos hallazgos son vitales dado que "la médula ósea educada es la clave en la recurrencia de la enfermedad e incluso puede fomentar un futuro cáncer secundario".
Los investigadores descubrieron después de examinar muestras de sangre humana, que los pacientes con melanoma en estadio IV con metástasis generalizadas tenían una firma específica de proteínas exosómicas (incluido MET), que no se descubrió en la sangre de pacientes con melanoma no metastásico.
Según los investigadores, esta firma de proteínas podría servir como un marcador potencial para predecir qué pacientes con enfermedad en estadio III y metástasis a ganglios linfáticos locales estarían posteriormente en riesgo de desarrollar enfermedad metastásica a distancia.
El Dr. Lyden afirma: "Las modalidades de tratamiento podrían iniciarse antes en estos pacientes de alto riesgo para prevenir la progresión de la enfermedad. Nuestros resultados demostraron que la expresión de la oncoproteína MET, que puede analizarse fácilmente en un simple análisis de sangre, podría usarse como un nuevo marcador de enfermedad metastásica en pacientes con melanoma ".
Después de investigar más, el equipo descubrió que podían reducir la metástasis inducida por exosomal, ya sea atacando a Rab27a, la proteína responsable de la producción de exosomas o mediante el uso proactivo de exosomas derivados de células de melanoma que rara vez hacen metástasis para reprogramar los BMDC.
El Dr. Lyden concluye:

"Hemos encontrado que las proteínas exosómicas menos o no metastásicas pueden educar a las células de la médula ósea para evitar participar en el proceso metastásico. Estamos trabajando para determinar qué proteínas exosómicas particulares pueden ser responsables de prevenir la participación metastásica. Este concepto podría aplicarse algún día a la clínica, donde las proteínas exosómicas no metastásicas pueden ayudar a prevenir la aceleración del crecimiento tumoral y la enfermedad metastásica, lo que permite a los pacientes con cáncer vivir vidas más largas ".

Escrito por Petra Rattue