Un equipo de bioingenieros y bioinformáticos de la Universidad de California en San Diego ha descubierto cómo el entorno que rodea un tumor puede desencadenar un comportamiento metastásico en las células cancerosas. Específicamente, cuando las células tumorales están confinadas en un entorno denso, los investigadores descubrieron que se activanun conjunto específico de genes y comienzan a formar estructuras que se asemejan a los vasos sanguíneos.
En el pasado, los médicos observaron estas estructuras similares a los vasos sanguíneos en la clínica, un fenómeno llamado mimetismo vascular, que se asocia con algunos de los tipos de cáncer más agresivos. Pero no entendieron qué causó esta transformación.
El estudio se suma al conocimiento de los investigadores sobre cómo se puede iniciar el proceso metastásico. "Somos buenos para atacar el crecimiento tumoral, pero no sabemos lo suficiente sobre la metástasis", dijo Stephanie Fraley, profesora de bioingeniería de la Universidad de CaliforniaSan Diego y el líder del estudio.
La diseminación metastásica de las células tumorales de una ubicación en el cuerpo a otra es la causa del 90 por ciento de las muertes relacionadas con el cáncer. El conjunto de genes que descubrieron los investigadores, llamado módulo genético, fue capaz de predecir la esperanza de vida del paciente y silos tumores metastatizarán en nueve tipos de cáncer, incluidos los de mama, pulmón, páncreas y riñón.
Este módulo genético podría usarse para ayudar a determinar si los pacientes sufren de un tipo agresivo de cáncer e informar las decisiones que los pacientes y sus médicos toman al elegir terapias específicas.
Los investigadores detallan sus hallazgos en la edición del 21 de noviembre de Comunicaciones de la naturaleza .
Los investigadores pudieron hacer sus observaciones colocando las células malignas en una matriz de colágeno 3D personalizada que construyeron. Descubrieron que las células se convirtieron en estructuras que imitan los vasos sanguíneos cuando están rodeadas por la matriz hecha de fibras cortas y poros pequeños a diferencia de las fibras largas y los poros grandes y que este fenómeno era independiente de otras características físicas de la matriz, como la rigidez. Este hallazgo fue una sorpresa.
"Pensamos que poner las células en este ambiente más restringido evitaría su propagación", dijo Daniel Ortiz Vélez, primer autor del estudio y estudiante de doctorado en el laboratorio de Fraley. "Pero sucedió lo contrario".
Los investigadores dijeron que las células no exhiben este comportamiento en las placas de Petri tradicionales.
"Es fundamental tener las células rodeadas por un entorno 3D que imite lo que sucede en el cuerpo humano", dijo Fraley.
Los investigadores descubrieron que el comportamiento de las células es causado por un módulo genético específico, al que denominaron fenotipo de red inducido por colágeno, o CINP. Poner estas células en un entorno restringido esencialmente reescribe su expresión génica ". Es casi como elmatriz está codificando el módulo de genes ", dijo Fraley.
Además, los investigadores buscaron este módulo genético en una variedad de bases de datos de expresión e histología génica del cáncer humano, que contienen registros de la estructura microscópica de los tejidos. La presencia del módulo fue un fuerte predictor de si el cáncer probablemente metastatizaríaagresivamente, después de controlar otros factores, como la edad del paciente.
Esto tiene sentido, porque los canales construidos por las células malignas permiten que la sangre fluya hacia los tumores sin coagularse y ayuda a traer nutrientes. Los investigadores han especulado que esto también facilita que las células cancerosas se propaguen a través de la sangre del paciente. Otros estudios han demostradodemostró que cuando las células cancerosas están conectadas, mejora sus posibilidades de propagarse a sitios distantes del cuerpo.
Los próximos pasos incluyen probar el método en estudios con animales y conjuntos de datos humanos adicionales. Los investigadores también buscarán objetivos moleculares para evitar la transformación de las células.
Los investigadores están en conversaciones para licenciar su método.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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