La mayoría de las células de nuestro cuerpo, ya sean células óseas, musculares o del páncreas, se bloquean en el lugar correcto con la ayuda de pequeñas anclas llamadas 'adherencias focales'. Estas fuertes anclas utilizan cadenas de proteínas para unir lascélula a colágeno, la proteína que le da estructura a nuestro cuerpo.
Los anclajes ayudan a que las células permanezcan en su sitio y, en su mayor parte, resisten las alteraciones de su entorno, pero si una célula se transforma en una célula cancerosa, la cadena se puede romper, permitiendo que el cáncer se propague a otras partes del cuerpo.
Ahora, por primera vez, un equipo de científicos de UNSW Sydney ha encontrado la proteína específica o enlace en la cadena responsable de mantener la conexión.
Los hallazgos, publicados hoy en Materiales naturales , se basa en nuestra comprensión de la mecánica celular y podría ayudar a dar nuevas direcciones para la investigación del cáncer.
"Hemos identificado la proteína que es esencial para que funcionen estos aditamentos", dice la Sra. Maria Lastra Cagigas, autora principal del estudio y candidata al doctorado de Scientia en UNSW Medicine & Health.
"Si estas uniones fallan, la célula podría ser más propensa a moverse e invadir tejidos, como el cáncer".
Los científicos ya sabían que el cáncer debilita los anclajes de las células de alguna manera, pero no sabían exactamente cómo sucede esto.
Una de las razones por las que ha sido tan difícil estudiar esto es el tamaño minúsculo de la cadena del ancla: tiene solo unos pocos nanómetros de grosor, aproximadamente 1 / 10,000 th del tamaño de un cabello humano.
El equipo utilizó microscopía crioelectrónica 3D especializada, una poderosa técnica de imágenes que utiliza un microscopio electrónico para crear imágenes de alta resolución de las células, para identificar la tropomiosina como la proteína clave en la cadena que sostiene el ancla en su lugar.La microscopía electrónica es actualmente la técnica más poderosa para observar las proteínas dentro de las células, y su desarrollo ganó el Premio Nobel de Química en 2017.
"Esta es la primera vez que podemos ver en detalle cómo se ve la cadena del ancla", dice el profesor Peter Gunning, coautor principal del estudio. El equipo hizo los hallazgos en la Unidad de Microscopio Electrónico Mark Wainwright de la UNSW, y estánel primero en el mundo en utilizar esta técnica para observar estas cadenas de tropomiosina.
"Es una tecnología completamente nueva".
Los investigadores identificaron el papel de la tropomiosina en la cadena del ancla al comparar células normales con células de pacientes con cáncer de hueso, junto con células cancerosas creadas en el laboratorio.
Luego intentaron volver a colocar la tropomiosina en las células cancerosas; sorprendentemente, los anclajes lograron unirse nuevamente.
"Mirando hacia el futuro, queremos saber si podemos aprovechar este conocimiento para reducir la invasión de células cancerosas", dice la Sra. Lastra Cagigas.
"A corto plazo, podríamos usar esta información para averiguar si un cáncer tiene predisposición a hacer metástasis, lo que significa moverse por todo el cuerpo.
"A largo plazo, podríamos considerarlo como un objetivo potencial en el tratamiento del cáncer".
La profesora Gunning y la coautora principal, la profesora Edna Hardeman, que han estado investigando este campo de la ciencia durante 40 años, dicen que es un hito en la comprensión de la mecánica celular.
"Ha sido un verdadero placer ver cómo se desarrolla este trabajo", dice el profesor Gunning, quien recientemente recibió la Medalla del Presidente 2020 de la Sociedad Australiana y Nueva Zelanda de Biología Celular y del Desarrollo ANZSCDB por su contribución a la investigación demecánica celular.
"Refuerza lo que esencialmente ha sido el trabajo de toda una vida para nosotros: comprender los principios de la arquitectura de las células".
un objetivo farmacológico potencial
Alrededor del 30 por ciento del cuerpo está compuesto de colágeno, que forma lo que se llama 'la matriz'.
"La matriz es como un andamio presente en nuestros huesos, ligamentos, músculos y piel. Está en casi todas partes del cuerpo", dice la Sra. Lastra Cagigas. "Aparte de las células que se mueven a través de nuestro cuerpo, como las de la sangre,la matriz de colágeno forma el hogar de la mayoría de las células, incluidas las cancerosas ".
El cáncer de páncreas es uno de los pocos cánceres que pueden modificar esta matriz para su propio beneficio al crear una 'barrera' alrededor del tumor. Esta barrera funciona como un mecanismo de defensa, lo que dificulta que los tratamientos contra el cáncer como la quimioterapia y la inmunoterapia eliminen laCélulas cancerígenas.
El tumor fuerza a los fibroblastos asociados al cáncer de páncreas o PCAF, células alrededor del tumor que están ancladas por cadenas, a construir esta barrera de defensa. Pero ahora que los científicos han identificado las proteínas en el ancla y la cadena de la célula, puedenexplorar estas proteínas como objetivos futuros de terapias que podrían aflojar esa barrera.
"Hemos identificado que el tipo de proteína involucrada en la cadena, la tropomiosina, se puede drogar", dice el profesor Hardeman.
"Esto significa que es posible desarrollar inhibidores de moléculas pequeñas, o fármacos, que realmente pueden atacar estas proteínas".
El profesor Hardeman dice que es probable que estos posibles medicamentos futuros se administren junto con los tratamientos contra el cáncer, por lo que los medicamentos pueden desestabilizar temporalmente la barrera mientras los tratamientos contra el cáncer hacen su trabajo.
mirando hacia el futuro
Si bien los hallazgos son alentadores, el profesor Gunning dice que no significa que los medicamentos adecuados estarán disponibles para su uso en los próximos años.
"Tenemos una comprensión de la biología, pero pasar de eso al tratamiento de un paciente es difícil de predecir", dice.
"Podemos ver cómo se ve la ruta, pero estamos menos seguros de la línea de tiempo".
Es más probable que en un futuro cercano, potencialmente en los próximos dos o tres años, la proteína de la cadena, la tropomiosina, pueda ayudar a los científicos a predecir qué cánceres es más probable que se propaguen más rápidamente.
"A medida que nos basamos en los mecanismos subyacentes del cáncer y expandimos nuestros marcadores de la biología de las células cancerosas, nuestro descubrimiento agrega un eslabón perdido al desarrollo de un diagnóstico personalizado para el cáncer", dice el profesor Gunning.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Original escrito por Sherry Landow. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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