Se descubre cómo escapan las células cancerosas de los vasos sanguíneos

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Artículo publicado por Ann Trafton el 16 de diciembre de 2015 en MIT News

El estudio ofrece nuevas dianas para medicamentos que pueden prevenir la expansión del cáncer.

Científicos del Hospital General de Massachusetts y del MIT han descubierto cómo las células cancerosas atraviesan los vasos sanguíneos e invaden tejidos para formar nuevos tumores — un hallazgo que podría ayudarles a desarrollar medicamentos que inhiban este proceso, y eviten la metástasis del cáncer.

Las células cancerosas que circulan por el torrente sanguíneo pueden unirse a las paredes de los vasos sanguíneos y construir minúsculos “puentes” a través de los cuales inyectan material genético que transforma las células endoteliales, que actúan como revestimiento de los vasos sanguíneos, haciéndolas mucho más acogedoras para células cancerosas adicionales, de acuerdo con el nuevo estudio.

Lung Metastases

Metástasis pulmonar

Los investigadores también encontraron que podían reducir en gran medida la metástasis en ratones mediante la inhibición de la formación de estos nanopuentes.

“Las células endoteliales revisten cada vaso sanguíneo y son las primeras células que entran en contacto con cualquier elemento de la sangre. Sirven como  puertas de entrada y salida para los tumores, y han sido el foco de una intensa investigación en biología oncológica y vascular. Estos hallazgos unen estos dos campos, y añaden una visión más global sobre el control del cáncer y la metástasis”, comenta Elazer Edelman, Catedrático Thomas D. y Virginia W. Cabot de Ciencias y Tecnología de la Salud, miembro del Instituto para Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT y del Instituto Koch para Investigación Integral del Cáncer, y uno de los directores del equipo de investigación.

La autora principal del artículo, que aparece en el ejemplar del 16 de diciembre de la revista Nature Communications, es Yamicia Connor, estudiante graduada en la División de Ciencias y Tecnologías de la Salud de Harvard-MIT (HST). El autor de referencia del artículo es Shiladitya Sengupta, profesor adjunto del HST y la Facultad de Medicina de Harvard.

Construyendo puentes

La metástasis es un proceso en múltiples pasos que permite a las células cancerosas extenderse desde su emplazamiento original y formar nuevos tumores en otras zonas del cuerpo. Ciertos cánceres tienden a metastatizar en lugares específicos; por ejemplo, los tumores pulmonares tienden a extenderse al cerebro, y los de mama al hígado y los huesos.

Para metastatizar, las células tumorales primero deben hacerse móviles de forma que puedan desligarse del tumor inicial. Luego deben acceder a los vasos sanguíneos cercanos, de manera que puedan fluir por el organismo, donde se convierten en células tumorales circulatorias (CTCs). Estas CTCs deben hallar un punto donde puedan abandonar las paredes de los vasos sanguíneos y penetrar en los tejidos adyacentes para formar un nuevo tumor.

Los vasos sanguíneos están revestidos con células endoteliales, que normalmente son resistentes a los intrusos.

“Las células endoteliales normales no deberían permitir la invasión de las células cancerosas pero, si una de ellas puede conectarse a una célula endotelial, e inyecta una señal que le permite controlarla y transformarla por completo, esto facilita la metástasis”, explica Sengupta.

Los investigadores observaron por primera vez los minúsculos puentes entre las células cancerosas y las endoteliales usando microscopía electrónica para estudiar las interacciones entre esos tipos de células. Especularon que las células cancerosas podrían estar enviando algún tipo de señal a las endoteliales.

“Una vez vimos que estas estructuras permitían una transferencia ubicua de una gran cantidad de materiales distintos, los microARNs fueron una elección obvia de molécula de interés dada su capacidad para controlar ampliamente el genoma de una célula de formas que aún no comprendemos realmente”, explica Connor. “Nos centramos en esto”.

Los microARN, que se descubrieron a principios de la década de 1990, ayudan a la célula a afinar la expresión genética. Estas hebras de ARN, de unos 22 pares de bases de largo, pueden interferir con el ARN mensajero, evitando que se traduzca a proteínas.

En este caso, los investigadores encontraron que el microARN inyectado hace que las células endoteliales sean “pegajosas”. Es decir, que las células comienzan a expresar proteínas en su superficie que atraen a otras células para que se adhieran a ellas. Esto permite que CTCs adicionales se unan al mismo lugar y penetren a través de los vasos al tejido adyacente, formando un nuevo tumor.

“Es casi como si las células cancerosas estuviesen cooperando entre sí para facilitar la migración”, señala Sengupta. “Apenas necesitas un 1 por ciento de células endoteliales ‘pegajosas’ para facilitar la metástasis”.

Las células cancerosas no metastatizadas no producen estos nanopuentes invasivos cuando crecen sobre las células endoteliales.

Erkki Ruoslahti, profesor de biología del celular, molecular, y del desarrollo en la Universidad de California en Santa Bárbara, dice que el descubrimiento es un avance importante para comprender la metástasis tumoral.

“Encuentro particularmente interesante que la transferencia de macromoléculas de células tumorales a células endoteliales a través de nanotubos intercelulares parece ser más efectiva (al menos a distancias relativamente cortas) que la transferencia a través de exosomas, que ha recibido una gran atención últimamente”, explica Ruoslahti, que no fue parte del equipo de investigación.

Bloqueando la metástasis

Los nanopuentes están hechos de las proteínas actina y tubulina, que también forman el citoesqueleto que da a las células su estructura. Los investigadores encontraron que podían inhibir la formación de estos nanopuentes, que tienen unos 300 micrómetros de largo, dando bajas dosis de medicamentos que interfieren con la actina.

Cuando los investigadores dieron estos medicamentos a los ratones con tumores que normalmente metastatizan, los tumores no se extendieron.

El laboratorio de Sengupta está tratando ahora de descubrir el mecanismo de formación de nanopuentes con mayor detalle, con un ojo puesto en el desarrollo de medicamentos que actúen de forma más específica para inhibir el proceso.

“Si podemos primero comprender cómo se forman estas estructuras, posteriormente podremos intentar diseñar terapias que tengan como objetivo inhibir su formación, lo cual podría ser una nueva y prometedora área para desarrollo de medicamentos que se enfoquen específicamente en la metástasis”, apunta Connor.

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