Saber cómo las células saben que no están al revés puede ayudar a combatir el cáncer

Las partes superiores e inferiores de las celdas hacen trabajos diferentes, y los órganos y tejidos sanos contienen células bien organizadas que están en la posición correcta. Uno de los primeros signos de cáncer es cuando las células se desorganizan y pueden terminar boca abajo. Ahora los investigadores en el Reino Unido han descubierto cómo las células saben cuándo están en el camino correcto, y sugieren que este conocimiento ayudará en la lucha contra el cáncer.
Charles Streuli y Nasreen Akhtar del Wellcome Trust Center para Cell-Matrix Research, una unidad interdisciplinaria en la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Manchester, describen lo que descubrieron sobre la "polaridad celular" en un artículo publicado en línea en Biología celular de la naturaleza el 23 de diciembre.

La matriz extracelular

La matriz extracelular es un "andamio" rico en proteínas que mantiene las células en su lugar para formar tejido tridimensional. Es esencial para el diseño y la forma de los órganos.
Sin embargo, a diferencia del andamiaje inerte utilizado en los sitios de construcción, la matriz extracelular interactúa con las células que mantiene en su lugar.
Por ejemplo, en un estudio recientemente publicado dirigido por el Instituto de Tecnología de Massachusetts, los científicos descubrieron una pista sobre una cuestión importante en la investigación del cáncer: ¿cómo se diseminan las células cancerosas? Descubrieron que las interacciones moleculares con las células tumorales alteran la adherencia de la matriz, de modo que las células se despegan y viajan a otras partes del cuerpo para comenzar nuevos tumores.
Otros estudios han demostrado que la matriz extracelular no solo se adhiere a las células sino que también las guía a las posiciones correctas.
Pero lo que Streuli y Akhtar querían explorar era un área que todavía era un misterio: ¿cómo comunica la matriz extracelular los mensajes guía a las células para que asuman la posición correcta, la posición correcta?
Para su estudio, decidieron observar las células epiteliales, que constituyen la mayoría del tejido corporal. Las células epiteliales particulares que estudiaron fueron las del tejido glandular productor de leche del pecho. Estas células también recubren los conductos mamarios que llevan leche al pezón.
Si estas células no están organizadas correctamente, la mama no puede enviar leche al pezón cuando el bebé está amamantando. Y uno de los primeros signos de cáncer es que las células epiteliales se desorganizan.

La falta de celdas de desórdenes de integrina

Una de las formas en que la matriz extracelular se conecta con las células epiteliales de la mama es mediante receptores llamados integrinas. Estos receptores les dicen a las células sobre su entorno y también envían mensajes desde dentro de las células a su entorno.
Streuli y Akhtar realizaron experimentos con las integrinas en las células epiteliales de mama para ver cómo afectaban el comportamiento celular.
En un experimento, encontraron las células que carecían del gen para las integrinas terminaron en el camino equivocado en la matriz extracelular y también en el lugar equivocado.

En otro experimento, descubrieron que la eliminación de integrinas en células de mama cultivadas conducía al mismo efecto desordenado.

Integrinas relacionadas con microtúbulos es la clave para la orientación celular

Un experimento adicional ayudó a los investigadores a comprender cómo las células saben que están en el camino correcto.
Descubrieron que dentro de las células, los receptores de integrina se conectan a una proteína llamada ILK que a su vez se une a los microtúbulos, una red de transporte de proteínas dentro de las células.
Descubrieron que es la combinación de integrinas y microtúbulos dentro de una célula lo que asegura que las proteínas correctas se envíen a la parte superior e inferior de la célula para garantizar que la célula entre en la posición correcta.
Streuli dice en una declaración que descubrieron "una interacción vital entre la maquinaria de transporte y los receptores de integrina que asegura que las proteínas se transporten al área correcta de la célula".
"Sin esta interacción, las proteínas terminan en el lugar equivocado, y esto puede llevar a que las células se desorganicen", dice Streuli.
Continúa explicando que cuando compararon el tejido mamario de sus experimentos con el de pacientes en etapas tempranas de cáncer de mama, parecían muy similares:
"Las células estaban al revés y desorganizadas por lo que no podían llevar a cabo sus funciones".
"Esperamos que nuestro trabajo para comprender mejor la polaridad celular finalmente pueda conducir a un mejor diagnóstico para los pacientes con cáncer", agrega.

El trabajo es relevante para otros órganos

Aunque solo experimentaron con células epiteliales de mama, Streuli y Akhtar creen que las células epiteliales de otros órganos se comportarían de la misma manera.
Un aspecto importante de su trabajo es el uso de cultivos 3D especiales para cultivar las células, donde formaron pequeños órganos que se veían notablemente similares al tejido mamario.
"Cultivar las células mamarias para que puedan formar estructuras tridimensionales en lugar de placas de Petri duras significa que se desarrollan de una manera mucho más parecida a cómo crecen en el cuerpo", dice Akhtar.
"Más del 90% de los cánceres provienen de células epiteliales, por lo que decidimos estudiarlos", agrega.
Streuli y Akhtar ahora planean probar si los niveles cambiantes de integrina conducen a la desorganización de las células que se observa en las primeras etapas del cáncer.
Escrito por Catharine Paddock PhD