Casi la mitad de todos los pacientes con cáncer reciben radioterapia para frenar el crecimiento de células malignas. Pero se sabe poco acerca de cómo la radiación ionizante afecta la matriz extracelular ECM, un mosaico de proteínas y otras biomoléculas que rodean las células y juegan un papel vital.en su forma, movimiento y funciones de señalización. Un equipo de investigadores de la Universidad de Vanderbilt tiene como objetivo descubrir cómo la irradiación podría alterar las propiedades mecánicas del microambiente.
El equipo demostró que la radiación ionizante puede reducir la rigidez tanto de la MEC de un tumor extraído como de una matriz aislada de fibras de colágeno. Aparece esta semana APL Bioingeniería el número especial sobre "Bioingeniería del Cáncer", de AIP Publishing, sus resultados allanan el camino para la irradiación que se utilizará para crear matrices con propiedades personalizadas, y sugieren que la radioterapia podría tener efectos más allá de alterar el ADN celular.
"Queríamos saber cómo la radiación afecta los tejidos que rodean las células, particularmente cómo esto cambia la rigidez de la matriz", dijo Cynthia Reinhart-King, autora del artículo. "El cambio en la rigidez del tejido durante el crecimiento del tumor puede ser palpableLa rigidez, por ejemplo, es lo que buscarías en los autoexámenes de los senos ".
A medida que las células cancerosas crecen y se vuelven cada vez más disfuncionales, la red de biomoléculas que las rodean se depositan más y comienzan a reticularse más, lo que conduce a una matriz más gruesa y rígida. Este ECM más resistente es vital para que las células cancerosas migren por todo el cuerpo,señalándose entre sí y formando tumores. Apuntar a la rigidez del ECM se ha convertido en una herramienta prometedora para atacar las células cancerosas.
"Hace veinte años, si hubieras preguntado cuáles eran los principales impulsores del cáncer y dónde debería estar el foco principal de la investigación, habría sido en gran medida sobre la genética, y todavía es para la medicina personalizada", dijo Reinhart-King.
Hasta la fecha, gran parte de la investigación sobre los efectos de la irradiación en el microambiente celular ha tratado con muestras que incluían células, ofuscando el efecto de la irradiación solo en el ECM en lugar de la maquinaria interna de la célula.
La espectroscopía infrarroja reveló que la radiación no descompone las fibras individuales de colágeno, las proteínas estructurales largas y delgadas que actúan como el andamiaje de la matriz. En cambio, suaviza la matriz cortando los enlaces entre estas fibras, relajando la matriz y reduciendo surigidez.
El equipo de Reinhart-King descubrió que las células tumorales tenían menos probabilidades de diseminarse cuando sus ECM rígidas se reemplazaban por ECM suavizadas por irradiación. Las células suspendidas en una matriz rígida tenían más probabilidades de abrirse camino a través de la matriz al otro lado de un gradiente de suero, de forma análoga a cómo las células cancerosas en metástasis se liberan de sus tumores. Las matrices suavizadas tenían más probabilidades de mantener las células en su lugar.
Reinhart-King dijo que sus hallazgos podrían permitir la radiación fraccionada futura: episodios de terapia a más largo plazo utilizando una intensidad de radiación más baja que la mayoría de las terapias actuales. Un área particular de interés es determinar si el ablandamiento puede reducir la fuga de vasos sanguíneos cercanos y mejorar el fármacoentrega.
"Dado que existen riesgos asociados con la radiación, estamos interesados en investigar qué tan fraccionada debe ser la dosis", dijo Reinhart-King. "La clave será encontrar el equilibrio correcto".
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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