El cáncer primero se desarrolla como una célula individual que se vuelve corrupta, con mutaciones que desencadenan un crecimiento agresivo a toda costa para la salud del organismo. Pero si las células cancerosas acumularan mutaciones dañinas más rápido de lo que podrían purgarse, la población no moriría eventualmente¿fuera?
¿Cómo evitan las células cancerosas la fusión genética completa?
Para llegar al meollo de la cuestión, un equipo de científicos de Beijing y Taipei quería obtener una nueva pista sobre la vulnerabilidad al cáncer desde una perspectiva mutacional probando las células cancerosas cultivadas más famosas, las células HeLa.
Aislados de la víctima de cáncer cervical Henrietta Lacks en 1951, se convirtieron en la primera línea celular inmortalizada, ayudaron en el desarrollo de la vacuna contra la poliomielitis y se han convertido en un recurso fundamental de biotecnología para cualquier desarrollo de fármacos in vitro o estudios de cáncer.
Y todavía brindan amplias oportunidades para ampliar nuestra comprensión del cáncer.
"En este estudio, las células HeLa no se utilizan para revelar el proceso de tumorigénesis, sino principalmente un modelo para abordar las fuerzas evolutivas subyacentes, que deben ser lo suficientemente potentes como para medir en entornos de laboratorio. Examinamos la variación en la tasa de crecimiento entre HeLa individualescélulas mediante el monitoreo de clones de una población de células HeLa ancestrales comunes ", dijo el autor correspondiente Xuemei Lu.
Primero establecieron una línea celular HeLa E6 derivada de una línea celular ancestral. Cuando el tamaño de la población de E6 alcanzó aproximadamente 5 × 104 células 15 ~ 16 divisiones, se generaron cinco clones unicelulares y se establecieron en cultivo.Combinaron el ADN en secuencia de estos clones para catalogar las mutaciones. Se centraron en la variación del número de copias CNV en lugar de los cambios de ADN individuales porque las tasas de mutación de un solo nucleótido son demasiado lentas para producir una variación significativa de la secuencia durante los experimentos de cultivo de corta duración.
"Luego estimamos la tasa de mutación perjudicial y la disminución de la aptitud física promedio por mutación realizando simulaciones por computadora del crecimiento celular", dijo el autor Hurng-Yi Wang.
En general, encontraron que las mutaciones principales afectan el número de copias de los genes, con un promedio de 0.29 eventos perjudiciales para cada división celular. Cada uno de estos eventos reduce la aptitud física en un 18 por ciento.
Sus resultados indican que la heterogeneidad en el crecimiento celular puede generarse en un período de tiempo muy corto en las células cancerosas y es heredable y determinada genéticamente.
"Nuestras estimaciones indican que las células HeLa experimentan una reducción del 5 por ciento 0.29 × 0.18? 5% en aptitud para cada generación. Nuestras observaciones sugieren que las células humanas que han sido cultivadas durante un período suficientemente largo aún generan mutaciones perjudiciales en elforma de CNV a una tasa alta y con una intensidad alta. Para tales sistemas, una fusión mutacional podría ser plausible ".
Por ejemplo, cuando aislaron 39 células de B8 un clon de crecimiento rápido y 40 células de E3 clon de crecimiento lento, y monitorearon su crecimiento de una sola célula durante siete días, aproximadamente el 23 por ciento de B8 y el 50 por cientode las células E3 se extinguieron dentro de los siete días, debido al daño causado durante el aislamiento celular o defectos genéticos
La mayoría de las líneas celulares con tasas de crecimiento <0.6 murieron en 2 meses. En total, solo el 60 por ciento de las células B8 y el 27 por ciento de las células E3 sobrevivieron durante más de dos meses.
Luego, seleccionaron aproximadamente 20 células de cada uno de los clones originados en células individuales de B8 y contaron sus números de cromosomas.
Los cromosomas variaron lejos del número humano normal de 46. Oscilaron entre 38 y 113 cromosomas, con la mayoría 72 por ciento de las células que albergan entre 55 y 70 cromosomas, lo que indica que son triploides. Por lo tanto, a pesar del origen de una sola célula,la progenie rápidamente generó aneuploidía en solo 20-30 divisiones celulares, lo que nuevamente ilustra el cambio citogenético frecuente en las células cancerosas.
A pesar del nivel de mutaciones que se producen, la reducción en las tasas de crecimiento y los números de cromosomas ya no representan la de los humanos normales, las células cancerosas aún encuentran una manera de sobrevivir.
Entonces, ¿cómo persisten las células HeLa?
"La alta tasa de mutación deletérea daría la impresión de que las líneas celulares HeLa pueden haberse extinguido hace mucho tiempo", dijo Lu.
Sus resultados de simulación indicaron que aunque la mayoría de las células acumularon mutaciones perjudiciales y fueron peores que las células ancestrales, todavía había 13.1 por ciento de las células que estaban libres de mutaciones.
"Estas células libres de mutaciones pueden evitar la extinción de la población"
También explica por qué, incluso si el tratamiento de quimioterapia mató con éxito al 90 por ciento de una población de células cancerosas, aún puede no ser suficiente.
El nuevo estudio no solo promueve la comprensión de la evolución de las células HeLa y de los tumores en general, sino también de las células de los organismos multicelulares en cultivo en general. En el trabajo futuro, los científicos quieren explotar su capacidad y crecimiento de células cancerosascalifique los hallazgos para comprender cómo las células cancerosas pueden volverse aún más vulnerables a los avances recientes con medicamentos inhibidores del punto de control.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Biología Molecular y Evolución Oxford University Press . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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