Metástasis. La misma palabra evoca miedo. Definida como la propagación de las células cancerosas de una parte del cuerpo a otra, la metástasis es la causa de aproximadamente el 90 por ciento de las muertes entre los pacientes con cáncer. ¿Cómo se produce la metástasis? ¿Y podemos detenerla?¿eso?
Una nueva investigación de un equipo dirigido por Anand Asthagiri, Northeastern, profesor asociado de bioingeniería e ingeniería química, ayuda a responder esas preguntas. Proporciona una mirada asombrosa a las propiedades biofísicas que permiten que las células de cáncer de seno se "deslicen" por obstáculos y viajende su tumor primario hacia un vaso sanguíneo que los llevará a un nuevo sitio.
El artículo, publicado en Revista biofísica , revela cómo el andamiaje anormal de fibras de proteínas de los tumores y la agilidad de las células cancerosas se unen en una tormenta perfecta para permitir el escape. El método cuantitativo que los investigadores desarrollaron para comprender la capacidad de deslizamiento de las células también podría conducir a una nueva formapara detectar medicamentos eficaces contra el cáncer y ayudar a diagnosticar la etapa de un cáncer desde el principio.
"Estamos observando la interacción entre la migración de las células cancerosas y este fenómeno de deslizamiento, y cómo eso está influenciado por los ambientes de los tumores con fibra proteica", dice Asthagiri. "En este documento mostramos que las células cancerosas que migran en estas fibras proteicas tienenHabilidad única que mejora su capacidad de invasión: cuando chocan con otras células, con las que está lleno el microambiente, se deslizan alrededor de ellas. Las células normales se detienen y cambian de dirección ".
Un enfoque interdisciplinario
Los antecedentes de ingeniería de los investigadores dieron forma a su enfoque interdisciplinario: se propusieron explorar la mecánica de la capacidad de deslizamiento, así como sus componentes moleculares.
Para hacerlo, desarrollaron un entorno modelo que imita las fibras de proteínas. Primero estamparon rayas de una proteína llamada fibronectina en placas de vidrio, asegurándose de representar varios anchos. "Si trata una fibra como un cilindro, imagine cortarla y abrirla"Lo dice Asthagiri". "Eso es esencialmente lo que imitaban estas largas franjas de proteínas". Luego depositaban las células, alternativamente cientos de células de cáncer de mama y cientos de células normales, en estas rayas parecidas a fibras y usaban unmicroscopio con capacidades de timelapse para observar y cuantificar su comportamiento.
En las fibras que tenían 6 o 9 micras de ancho, el tamaño típico de las fibras en los tumores, la mitad de las células de cáncer de mama se alargaron y se deslizaron alrededor de las células con las que colisionaron. Por el contrario, el 99 por ciento de las células de mama normales hicieron una cara aproximadamente.
¿Pero por qué? Para entender qué les dio a las células cancerosas esta notable agilidad, Asthagiri y sus colegas, que incluyeron a Daniel F. Milano, un ex asistente de investigación graduado en Northeastern, introdujeron "perturbaciones genéticas" en la mezcla, es decir,insertó ciertas proteínas en las células cancerosas y extrajo las mismas proteínas de las células normales. Entre ellas estaba la E - cadherina, una proteína pegajosa que permite que las células se unan entre sí.
"Las células cancerosas a menudo carecen de E-cadherina", dice Asthagiri. "Cuando lo introdujimos genéticamente, la capacidad de las células cancerosas para deslizarse disminuyó. Y cuando sacamos E-cadherina de las células normales, adquirieron cierta capacidad de deslizamiento una vez quelas fibras eran lo suficientemente anchas ". Juntas, las anchuras variables de los caminos de las fibras y las perturbaciones produjeron una gran cantidad de datos cuantitativos sobre cómo se comportaron las células, tanto cancerosas como normales, en diferentes condiciones.
"No solo estábamos mostrando que las células se deslizan o no", dice Asthagiri. "Estábamos mostrando que existen diferentes niveles de capacidad de deslizamiento y medimos cada una".
múltiples aplicaciones
El sistema de Asthagiri es relativamente fácil de construir y adecuado para imágenes rápidas, dos cualidades que lo convierten en un excelente candidato para la detección de nuevos medicamentos contra el cáncer. Las compañías farmacéuticas podrían ingresar los medicamentos junto con las células cancerosas y medir la eficacia con la que inhiben el deslizamiento.
En el futuro, el sistema también podría alertar a los pacientes con cáncer y a los médicos antes de que comience la metástasis. Los estudios con pacientes han demostrado que la estructura del andamiaje de proteínas y fibras de un tumor puede indicar cuánto ha progresado la enfermedad. Los investigadores encontraron que ciertosmutaciones genéticas agresivas permitieron que las células se deslizaran sobre fibras muy estrechas, mientras que las células con mutaciones más leves se deslizarían solo cuando las fibras se ensancharan mucho más. Los médicos podrían hacer una biopsia del tumor y medir el ancho de las fibras para ver si ese punto de peligro se acercaba ".puede comenzar a decir: 'Si estas fibras se acercan a X micras de ancho, es urgente que lleguemos a ciertas vías con drogas ", dice Asthagiri.
Las preguntas, por supuesto, permanecen. ¿Otros tipos de células cancerosas también tienen la capacidad de deslizarse? ¿Qué genes adicionales juegan un papel?
Los siguientes pasos, dice Asthagiri, incluyen expandir sus franjas con forma de fibra en modelos tridimensionales que representan más de cerca las fibras en tumores reales, y probar el cáncer y las células normales juntas ". Hay tantos tipos de células en un ambiente tumoral -"Las células inmunes, las células sanguíneas, etc.", dice. "Queremos emular mejor lo que sucede en el cuerpo en lugar de las células aisladas que interactúan en una plataforma".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del noreste . Original escrito por Thea Singer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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