Los investigadores de la Universidad de Rice han construido una simulación para mostrar cómo los tumores cancerosos manipulan el crecimiento de los vasos sanguíneos para su propio beneficio.
Al igual que todas las células, las personas con tumores necesitan acceder a la fina red de vasos sanguíneos del cuerpo para llevarles oxígeno y eliminar los desechos. Los tumores han aprendido a jugar el proceso llamado angiogénesis en el que brotan nuevos vasos de los existentes, como ramas de unárbol.
Pero algunos detalles se han ocultado hasta ahora.
La capacidad de detener los tumores a través de la antiangiogénesis es uno de los objetivos de la terapia contra el cáncer. El nuevo trabajo de los científicos del Centro de Física Biológica Teórica de Rice debería ayudar a los investigadores a probar rápidamente estrategias con modelos informáticos sofisticados.
El equipo dirigido por los físicos teóricos de Rice José Onuchic y Eshel Ben-Jacob creó un modelo detallado de cómo las proteínas involucradas en la angiogénesis se comunican entre sí y cómo los tumores se hacen cargo de la cadena de señalización de proteínas que controla el crecimiento de los vasos.
Un hallazgo clave en el trabajo detallado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias muestra que los ligandos conocidos como "dentados" juegan un papel importante en el crecimiento caótico de los vasos observado alrededor de los tumores.
En el crecimiento normal, una célula endotelial brota de un vaso existente como punta, mientras que otras que siguen a la célula punta se convierten en las células madre que finalmente forman las paredes de los vasos. La vía de señalización de la muesca de célula a célula dirige la decisión de la célula endotelial deconvertirse en una punta o tallo.
Los receptores de muesca son proteínas que se unen al ligando delta o moléculas de ligando dentadas producidas por las células. La forma en que interactúan determina el destino de la célula. Cuando la muesca y el delta se unen, provocan que algunas células sean puntas y las adyacentes sean tallos; cómo estosucede es el tema de un estudio anterior en Rice.
Pero el papel de los ligandos dentados ha surgido en el nuevo modelo. Debido a que el dentado está sobreexpresado en el entorno del tumor, la unión dentada dentada sobrepasa la muesca-delta y da como resultado un nuevo tipo de célula, un híbrido de punta / tallo. Mientras que tales célulastodavía puede formar nuevos vasos, estos vasos rara vez maduran.
"Se obtienen vasos sanguíneos que envían muchas ramas, pero muy pocas de ellas están tan desarrolladas como se observan durante la angiogénesis normal", dijo Mohit Kumar Jolly, un estudiante graduado de bioingeniería de Rice y coautor del artículo.
"Los altos niveles de irregularidades en el ambiente pueden desencadenar la formación de vasos sanguíneos que son útiles para el tumor: de rápido desarrollo, con fugas y propagación caótica por toda la masa tumoral", agregó el autor principal Marcelo Boareto, un ex erudito visitante enRice y ahora becario postdoctoral en el Instituto Federal Suizo de Tecnología, Zurich.
"Los tumores no tienen que esperar a que se desarrollen los vasos", dijo Onuchic. "Se aprovechan de la fuga de la estructura".
Según los investigadores, la vía de la muesca-delta ha sido muy estudiada y es el objetivo de muchos medicamentos contra la angiogénesis actualmente en uso. "Nos preguntamos exactamente qué hace la señalización dentada de la muesca que no se hace en la señalización de la muesca-delta,"Dijo Boareto." Encontramos que cuando las células se comunican principalmente a través de dientes irregulares, vemos un nuevo tipo de célula que no es exactamente punta ni acecho, sino algo intermedio.
"Esta célula comprometida es la principal diferencia entre la angiogénesis normal y la tumoral y sugiere que si la señalización dentada puede ser suprimida de alguna manera sin afectar la muesca delta, probablemente podamos interrumpir la angiogénesis tumoral", dijo.
Onuchic dijo que la mayoría de las terapias antiangiogénesis actuales apuntan a la señalización de muesca en su conjunto. "Esto tiene muchos efectos secundarios y no trata específicamente la angiogénesis tumoral", dijo.
Señaló que el modelo también tiene en cuenta el efecto del factor de crecimiento endotelial vascular VEGF, una proteína que desencadena la angiogénesis y es sobreexpresada por las células tumorales ". Es muy interesante cómo el tumor secuestra este importante mecanismo, que es necesario parael desarrollo de un vaso funcional, y lo amplifica para generar angiogénesis patológica que conduce a un crecimiento descontrolado ", dijo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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