Nueva pista de cómo se extienden las células cancerosas

Los científicos han encontrado una nueva pista para una pregunta importante en la investigación del cáncer: ¿cómo se diseminan las células cancerosas? La pista radica en los cambios en su pegajosidad o propiedades de adhesión: se despegan en el sitio original del tumor y luego se vuelven a unir en un nuevo sitio. Los cambios implican interacciones moleculares entre las células y la matriz extracelular, el "andamiaje" que mantiene las células en su lugar para formar tejido tridimensional.
Tales descubrimientos son importantes porque el 90% de las muertes por cáncer no son causadas por tumores primarios sino por tumores metastásicos, que crecen a partir de células que han viajado desde el sitio original a otra parte vital del cuerpo.
Escribiendo en la edición en línea del 9 de octubre Comunicaciones naturales, el líder del estudio, Sangeeta Bhatia y sus colegas, dicen que sus hallazgos ofrecen nuevos objetivos potenciales para los medicamentos contra el cáncer.
Bhatia, un ingeniero biológico y profesor en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en los Estados Unidos, dice en un comunicado de prensa:
"A medida que las células cancerosas se vuelven más metastásicas, puede haber una pérdida de adhesión a las estructuras tisulares normales. Luego, a medida que se vuelven más agresivas, adquieren la capacidad de adherirse y crecer a las moléculas que normalmente no se encuentran en los tejidos sanos. se encuentran en sitios de metástasis tumorales ".
Encontrar una forma de evitar que crezcan en los nuevos sitios podría interferir con la enfermedad metastásica, agrega. Esto podría ser suficiente para impedir el crecimiento de tumores secundarios.
El andamiaje que ayuda a las células a formar una estructura tridimensional en el tejido es la matriz extracelular. La matriz también juega un papel importante en el control de lo que hacen las células. Las proteínas llamadas integrinas se sientan en la superficie de las células y se comportan como anclas, mantienen las células atadas a la matriz.
Pero cuando las células cancerosas se preparan para migrar (metástasis), los anclajes de integrina se sueltan. En su estudio, Bhatia y sus colegas descubrieron cómo.

Que hicieron

Diseñaron genéticamente ratones para desarrollar cáncer de pulmón y luego tomaron células de cuatro sitios en sus cuerpos: tumores pulmonares primarios que luego se diseminaron (metástasis), tumores pulmonares primarios que no hicieron metástasis, tumores metastásicos que migraron de los pulmones a la linfa cercana notas, y de tumores metastásicos que viajaron a sitios más alejados, como el hígado.
Usando un método que habían desarrollado hace un tiempo, que mejoró su capacidad para estudiar la adhesión celular, expusieron cada tipo de célula a alrededor de 800 pares de moléculas de la matriz extracelular.
Ponen pequeños puntos de las células en portaobjetos de microscopio y a cada uno se le agregan dos proteínas diferentes de la matriz extracelular. Luego podrían examinar qué tan bien las células de cada tipo de tumor se adherían (adherían) a los pares de proteínas.

Encontrar el par más pegajoso

El nuevo método les dio la capacidad de estudiar las interacciones de muchas más moléculas con más células que antes. Además, al permitirles estudiar pares de moléculas, podrían buscar sinergias de adhesión, donde los pares de moléculas trabajan juntas para anclar la célula.
Una verdadera sorpresa vino cuando el equipo descubrió que, en lo que respecta a las propiedades de adhesión, las células metastásicas de diferentes tumores primarios eran más similares entre sí que las otras células en el tumor primario de donde provenían.
Un par que se destacó como particularmente "pegajoso" para los tumores metastásicos fue la fibronectina y la galectina-3. Ambas proteínas contienen o se unen a azúcares.

Diferentes rutas para diferentes células

El autor principal, Nathan Reticker-Flynn, estudiante de doctorado en el laboratorio de Bhatia, dice: aunque las células tumorales metastásicas comparten rasgos de adhesión, pueden tomar diferentes caminos para llegar allí.
Algunas células tumorales parecen cambiar la combinación de integrinas que expresan, mientras que otras varían los tipos de azúcares en sus superficies.
El resultado es que todos estos cambios conducen a una mayor pegajosidad (afinidad) para ciertas moléculas en la matriz extracelular.
Los investigadores encontraron resultados similares cuando examinaron muestras de tumores humanos primarios y metastásicos. Una cosa que notaron fue que cuanto más agresiva era la metástasis, más galectin-3 estaba presente.

Los tumores abren camino para nuevos sitios

Ya hay evidencia de que los tumores preparan un sitio remoto para la migración al enviar moléculas que cambian los entornos de esos sitios para facilitar el crecimiento de las células cancerosas allí. Los investigadores sugieren que parte de este proceso podría ser la acumulación de galectina-3 y otras moléculas.
"Hay mucha evidencia que sugiere que se está estableciendo un nicho hospitalario para las células tumorales antes de que las células lleguen y establezcan un hogar allí", dice Reticker-Flynn.

Potencial para nuevos objetivos de drogas

Los investigadores sugieren que sus hallazgos ofrecen posibles nuevos objetivos para bloquear la metástasis. Una alternativa para enfocarse en una mutación genética particular, sería centrarse en una interacción proteína-proteína o proteína-azúcar en particular.
"Si esos cambios confieren un gran potencial metastásico, podemos comenzar a pensar sobre cómo enfoca específicamente esa interacción", dice Reticker-Flynn.
El equipo ya ha intentado ver si esto funciona: anularon un gen, por lo que se expresó menos integrina en la superficie de las células cancerosas que habían identificado como interacciones con la fibronectina y el par de galectina-3. Los tumores no se extendieron tanto en esos ratones.
Otra posibilidad para el desarrollo de medicamentos es bloquear los sitios de unión en fibronectina y galectin-3 con anticuerpos, por lo que las células tumorales no pueden anclarlas.
El equipo ahora está tratando de descubrir más detalles sobre cómo las células tumorales interactúan con galectin-3, y está desarrollando una lista de fármacos candidatos que podrían detener esas interacciones.
Los fondos para el estudio vinieron de Stand Up to Cancer, el Proyecto de células tumorales circulantes del Instituto Koch, el Instituto de Células Madre de Harvard, el Instituto Nacional del Cáncer, el Instituto Médico Howard Hughes y el Centro Ludwig en el MIT.
Escrito por Catharine Paddock PhD