Cuando las células cancerosas se separan de un tumor para formar metástasis mortales, se cree que viajan como grupos o paquetes, un fenómeno conocido como invasión colectiva. Los miembros de un paquete invasivo no son todos iguales, según los científicos del Winship Cancer Institute of EmoryLa universidad ha aprendido.
Las células de cáncer de pulmón que forman un paquete invasivo tienen roles especializados como líderes y seguidores, que dependen unos de otros para la movilidad y la supervivencia, informan los científicos Comunicaciones de la naturaleza .
Las diferencias entre líderes y seguidores, y su interdependencia, podrían ser claves para futuros tratamientos dirigidos a disminuir o prevenir la metástasis del cáncer, dice el autor principal Adam Marcus, PhD, profesor asociado de hematología y oncología médica en Winship Cancer Institute y EmoryEscuela Universitaria de Medicina.
"Estamos descubriendo que las células líder y seguidoras tienen una relación simbiótica y dependen de cada una para la supervivencia y la invasión", dice. "Debido a que la invasión metastásica es el aspecto más mortal del cáncer, nuestro objetivo es encontrar agentes que interrumpan ese simbióticorelación."
Marcus y la ex estudiante de posgrado Jessica Konen, PhD comenzaron observando cómo se comporta una masa de células de cáncer de pulmón cuando se incrusta en un gel de proteína 3-D. Las células generalmente se unen, pero ocasionalmente, algunas células se extienden fuera de la masa comotentáculos, con la celda líder en la punta.
"Vimos que cuando la célula líder se separó o murió inesperadamente, los seguidores ya no podían moverse", dice Konen, ahora un becario postdoctoral en el MD Anderson. "En una película en particular, vimos una célula líder salir deel resto de las celdas, y luego parecen darse cuenta de que nadie lo estaba siguiendo. De hecho, hizo un 180 y volvió a agarrar las celdas para traerlo ".
La SaGA de separar líderes y seguidores
Para estudiar qué diferencia a las células líderes y las células seguidoras entre sí, Marcus y Konen desarrollaron una técnica para marcar las células cultivadas con un láser, cambiándolas de verde fluorescente a rojo, y luego aislando los glóbulos rojos. Ellos llaman a esta técnica SaGA, para el análisis genómico y celular espacio-temporal.
Una vez aisladas, las células líderes mantienen su comportamiento invasivo y tienen una forma distintiva. Cuando se agregan nuevamente a los seguidores purificados, las células líderes restaurarán la movilidad de los seguidores y el comportamiento invasivo similar al tentáculo, incluso si los líderes son solo el 1 por ciento de la mezclaSi bien el estado de la célula líder es duradero, los seguidores "generarán" nuevos líderes después de un mes o dos de crecimiento en la cultura, dice Marcus.
Los líderes muestran varias diferencias con respecto a las células seguidoras en los patrones de genes que se activan o desactivan. Por ejemplo, las células líderes secretan más VEGF factor de crecimiento endotelial vascular que los seguidores.
VEGF es importante para el crecimiento de los vasos sanguíneos y es el objetivo de medicamentos contra el cáncer como el bevacizumab, conocido comercialmente como Avastin. Por sí mismos, las células líderes no necesitan VEGF para el comportamiento invasivo, pero VEGF parece ser importante para el paqueteformación porque es un factor de movilidad que los líderes proporcionan seguidores.
En contraste, lo que los seguidores proporcionan a los líderes es la capacidad de crecer y sobrevivir. Cuando crecen separados de los seguidores, los líderes aumentan su número a un ritmo más lento, tienen ciclos celulares erráticos y tienen más "ampollas", que son protuberancias de la membrana celularEl contacto con los seguidores rescata estos problemas, encontraron los investigadores.
Otras diferencias moleculares entre líderes y seguidores incluyen la actividad de FAK quinasa de adhesión focal generadora de tracción en las células líderes y la señalización Notch que promueve el crecimiento en los seguidores, ambas posibles vías para interrumpir la relación simbiótica entre líderes y seguidores.El uso potencial de inhibidores de FAK contra el cáncer de pulmón se publicó recientemente en JCI Insight por Marcus y sus colegas.
invasión colectiva
El Comunicaciones de la naturaleza el papel cubre las células de cáncer de pulmón; se ha observado un fenómeno similar de invasión colectiva dirigido por células distintivas en el cáncer de mama, pero diferentes genes y vías bioquímicas parecen ser importantes en cada sistema.
"Creo que lo que se necesita para una invasión colectiva dependerá del estrés ambiental que enfrentan las células cancerosas, y puede cambiar con el tratamiento", dice Marcus.
Como se describe, la técnica SaGA depende de tener primero una proteína verde fluorescente fotoconvertible llamada Dendra en las células. El laboratorio de Marcus ahora está probando si enfoques similares podrían funcionar cuando se estudian los organoides tumorales derivados de pacientes con cáncer, ya sea usando Dendra o contintes fotoconvertibles.
Marcus enfatiza que SaGA se puede aplicar a tipos de células o entornos adicionales, u otros tipos de comportamiento de las células cancerosas, como la resistencia a los medicamentos. Su laboratorio continúa estudiando la base genética y / o epigenética de las diferencias entre las células líderes y las células seguidoras.
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Materiales proporcionados por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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