Un estudio liderado pr el Instituto de Bioingeniería de Cataluña demuestra que la laminina, una proteína presente en los tejidos mamarios sanos, evita los efectos del endurecimiento, protegiendo a las células contra el crecimiento tumoral.

Las células son capaces de transformar cambios mecánicos en respuestas biológicas. Este proceso se conoce cómo mecanotransducción y tiene un papel fundamental en la evolución de los tumores sólidos, como el cáncer de mama.

Se sabe que un cambio mecánico habitual en procesos de cáncer es el endurecimiento de los tejidos. Esta rigidez es precisamente lo que se detecta al hacer una autoexploración o palpación mamaria, para detectar posibles tumores. La rigidez del tejido mamario provoca una reacción en cadena, generando tensión en el interior de las células y deformando su núcleo. En última instancia, la deformación del núcleo activa genes que controlan la proliferación celular y están relacionados con el crecimiento tumoral.

Un estudio publicado hoy en la revista Nature Materials demuestra un me4canismo celular que podría ser clave para frenar el avance de los tumores de mama. Los resultados del trabajo, liderado por Pere Roca-Cusachs, investigador principal del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y la Universidad de Barcelona, indican que la laminina, una proteína que da consistencia y soporte a los tejidos mamarios sanos, dificulta el proceso de mecanotransducción en las células, protegiendo al núcleo de ser deformado.

“Nuestros resultados muestran que la presencia de laminina evita los efectos de la rigidez. Es decir, que protege a las células contra el crecimiento tumoral. Demostramos este mecanismo in vitro, pero creemos que también podría funcionar in vivo ya que existe una concordancia con lo observado en muestras de pacientes de cáncer de mama.”, explica Zanetta Kechagia, investigadora postdoctoral del IBEC y primera autora del estudio.

“A partir de este mecanismo, que hemos demostrado que previene la invasión de células tumorales, se podrían diseñar herramientas diagnósticas más sensibles o nuevas terapias potenciales contra el cáncer de mama. Para ello, será necesario seguir investigando.”, añade Pere Roca-Cusachs, investigador del IBEC, profesor agregado Serra-Hunter de la Universidad de Barcelona (UB) y líder del estudio.

Ya se ha demostrado que un incremento en la rigidez del tejido induce respuestas mecánicas en el interior de las células. Las más habituales están relacionadas con cambios en el citoesqueleto de las células para interaccionar con el tejido y migrar, así como con la activación de la proteína YAP, que entra en el núcleo accionando genes relacionados con la proliferación celular.

Para estudiar el proceso de mecanotransducción, el equipo de investigación sembró células de tejido mamario sobre geles con rigidez variable para simular tejidos sanos (blandos) y malignos (rígidos). Compararon el comportamiento de las células sobre geles cubiertos con laminina y geles cubiertos con colágeno o fibronectina, otras proteínas de soporte celular que se producen en exceso en procesos cancerígenos.

Así, los investigadores observaron que las células sembradas sobre el gel rico en laminina tuvieron una respuesta mecánica muy leve a la rigidez del sustrato, en comparación a aquellas sembradas sobre los geles ricos en colágeno y fibronectina.

Este trabajo forma parte del proyecto europeo MECHANO·CONTROL , con una financiación de más 7 millones de euros dentro del marco de los proyectos europeos FET (Tecnologías Futuras y Emergentes).

“Estos resultados son la culminación de más de 6 años de trabajo, en los que hemos contado con el apoyo de la Comisión Europea y un equipo de instituciones internacionales, con el IBEC a la cabeza, para entender cómo las fuerzas mecánicas afectan al cáncer de mama.” Daniel Caudepón, gestor de proyectos del IBEC encargado del proyecto MECHANO·CONTROL.

El trabajo incluye contribuciones importantes de otras instituciones involucradas en MECHANO-CONTROL, con el trabajo de Pablo Sáez y Marino Arroyo (Universitat Politècnica de Catalunya), y Thijs Koorman y Patrick Derksen (University Medical Center Utrecht, Países Bajos).

Referencia

Kechagia Z, Sáez P, Gómez-González M, Canales B, Viswanadha S, Zamarbide M, et al. The laminin–keratin link shields the nucleus from mechanical deformation and signalling. Nat Mater. 2023. https://doi.org/10.1038/s41563-023-01657-3

https://www.nature.com/articles/s41563-023-01657-3

14/09/2023

Fuente: EurekaAlert    Tomado News Releases   Copyright © 2023 by the American Association for the Advancement of Science (AAAS)

Cáncer de cabeza y cuello (CCC) es un término genérico que engloba varios tipos de cáncer, entre ellos el más frecuente, el carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello (CCECC). Los pacientes con CCC pueden ser tratados con una combinación de cirugía, radioterapia y/o quimioterapia. Sin embargo, el tratamiento no siempre es eficaz.

Rosemary Millen, primera autora compartida de un artículo publicado recientemente en la revista Med, explica: «Estos tratamientos provocan efectos secundarios graves, por lo que algunos pacientes no pueden terminarlos. Inclusive después de someterse a un tratamiento tan duro, el 60% de los pacientes recae». La limitada eficacia de los tratamientos podría explicarse en parte por el hecho de que la composición genética del tumor difiere mucho de un paciente a otro. En consecuencia, la terapia más adecuada es diferente para cada paciente.

«Los clínicos disponen actualmente de herramientas limitadas para distinguir adecuadamente este hecho. Por tanto, existe una necesidad urgente de mejores biomarcadores: indicadores que podamos medir en cada paciente individual para determinar de qué tratamiento se beneficiaría más. En el mejor de los casos, este enfoque personalizado evitaría sobrecargar innecesariamente a los pacientes con tratamientos que podrían no funcionar, y conduciría a un mejor pronóstico», explica Else Driehuis, autora correspondiente del artículo.

Creación de un biobanco

Un primer paso hacia esos tratamientos personalizados es desarrollar mejores modelos que reflejen con mayor precisión la variabilidad del tumor. Por ello, los investigadores crearon un biobanco de organoides de CCC: versiones en miniatura de tumores de pacientes cultivados en el laboratorio. Millen afirma: «En última instancia, el objetivo de este biobanco sería utilizar los organoides para guiar las decisiones de tratamiento personalizado en la clínica. Por supuesto, antes de poder hacerlo, primero necesitamos investigar si la respuesta al tratamiento en los organoides se correlaciona con la respuesta observada en los pacientes.»

El equipo pudo cultivar organoides de CCC a partir de los tejidos de los pacientes y confirmó que estos «mini tumores» se parecían mucho a los tumores de los pacientes, ya que conservaban las mismas características histológicas y genéticas. Millen afirma: «A continuación, tratamos los organoides con varios tipos de terapia y medimos la eficacia del tratamiento determinando cuántas células de los organoides morían. El siguiente paso fue correlacionar esto con la respuesta al tratamiento en los pacientes».

Comparación de organoides y pacientes

Tras tratar los organoides con radioterapia, el equipo demostró que la respuesta de los organoides se asemejaba a la de los pacientes. «Por tanto, los organoides tienen potencial para predecir los resultados en los pacientes. La correlación entre la respuesta de los organoides y la de los pacientes existía en los casos en que éstos recibían radioterapia adyuvante, es decir, se utilizaba radiación además de la resección quirúrgica del tumor. En los casos en que los pacientes recibieron radioterapia como tratamiento primario, tenemos que investigarlo más a fondo», explica Millen.

Los investigadores también estudiaron el efecto de la quimiorradioterapia, una combinación de radiación y quimioterapia. «Aquí demostramos que dos fármacos quimioterápicos específicos, el cisplatino y el carboplatino, tienen un efecto radiosensibilizador en los organoides. Esto significa que hacen que las células tumorales sean más sensibles a la radioterapia. Estos resultados son coherentes con lo que vemos en la clínica y, por tanto, subrayan de nuevo el potencial predictivo de los organoides en este escenario», afirma Driehuis.

Implicaciones clínicas

Algunos de los descubrimientos realizados por el equipo podrían tener implicaciones para los pacientes de CCC en un futuro próximo. Por ejemplo, demostraron que el fármaco cetuximab hacía que los organoides tumorales fueran menos sensibles a la radioterapia.

Driehuis explica: «Esto es sorprendente, porque la combinación de este fármaco y la radioterapia se administra a algunos pacientes de CCC en la clínica hoy en día. En los pacientes es difícil distinguir las contribuciones individuales del fármaco y la radioterapia al efecto global de este tratamiento combinado, pero en los organoides podemos separarlas».

«Nuestros resultados encajan con datos publicados recientemente que muestran que la supervivencia de los pacientes tratados con cetuximab y radioterapia es peor en comparación con el tratamiento con radioterapia sola. La implicación clínica de estos hallazgos sería que es mejor esperar con cetuximab hasta después de la radioterapia, pero este cambio en el momento del tratamiento es algo que habría que probar en los pacientes, por supuesto.»

El equipo también demostró que un inhibidor de la PRMT5, un nuevo fármaco que ya se está probando en ensayos clínicos para otros tipos de cáncer, podría ser eficaz en un subgrupo de pacientes con CCC.

Millen afirma: «Secuenciamos el ADN de los organoides para investigar la relación entre mutaciones genéticas específicas y la respuesta a los tratamientos. Al hacerlo, descubrimos que los tumores con pérdida del gen CDKN2A respondían al tratamiento con este nuevo fármaco. Sería muy interesante comprobar si este efecto se da también en los pacientes, sobre todo teniendo en cuenta que esta mutación está presente en más del 50% de los casos de CCECC.»

Driehuis concluye: «En conjunto, nuestros resultados ponen de relieve la relevancia clínica de los organoides derivados de tejido tumoral de pacientes. Uno de los próximos pasos sería diseñar un ensayo clínico, para utilizar realmente los organoides para guiar las decisiones de tratamiento en pacientes con CCC.»

Mayo 13/2023 (MedicalXpress) – Tomado de Oncology & Cancer – Biomedical technology  Medical Xpress 2011 – 2023 powered by Science X Network.