¿Cómo se dividen las células tumorales en la multitud?
Los hallazgos pueden identificar nuevos objetivos para la terapia del cáncer
Científicos dirigidos por la Dra. Elisabeth Fischer-Friedrich, líder de grupo en el Grupo de Excelencia de Física de la Vida (PoL) y el Centro de Biotecnología TU Dresden (BIOTEC) estudiaron cómo las células cancerosas son capaces de dividirse en un tejido tumoral abarrotado y lo conectaron con el sello de la progresión del cáncer y la metástasis, la transición epitelial-mesenquimal (EMT).
Un mini-tumor de células epiteliales de mama humanas (MCF-7). Una célula divisoria indicada en verde.
Dr. Elisabeth Fischer-Friedrich
La mayoría de las células animales necesitan volverse esféricas para poder dividirse. Para lograr esta forma redonda, las células deben redondearse y deformar las células vecinas. En un tejido tumoral en crecimiento, las células tumorales necesitan dividirse en un ambiente que se está volviendo más concurrido que el tejido sano. Esto significa que las células tumorales que se dividen probablemente necesitan generar fuerzas mecánicas mucho más altas para redondearse en un entorno tan denso. Sin embargo, las células tumorales parecen estar adaptadas para superar estas dificultades. Los científicos dirigidos por la Dra. Elisabeth Fischer-Friedrich tenían curiosidad por saber cómo las células tumorales obtienen esta capacidad mejorada para lidiar con el entorno tumoral abarrotado.
Los investigadores encontraron que el EMT podría ser una de las respuestas. ¿Qué es exactamente? "La EMT o transición epitelial-mesenquimal es un sello distintivo de la progresión del cáncer", dice Kamran Hosseini, estudiante de doctorado que realizó los experimentos. Es una transformación celular durante la cual las células tumorales pierden su organización asimétrica y se desprenden de sus vecinas, ganando la capacidad de migrar a otros tejidos. Esto, junto con otros factores, permite que los tumores hagan metástasis, es decir, que se desplacen a los vasos sanguíneos y linfáticos y, en última instancia, colonicen otros órganos.
"Hasta ahora, la EMT se ha vinculado principalmente a esta mayor disociación y migración celular. Nuestros resultados sugieren que la TEM también podría influir en las células cancerosas promoviendo el redondeo y la división celular. Estos resultados apuntan hacia una dirección completamente nueva de cómo la EMT podría promover la metástasis del carcinoma en el cuerpo", explica Kamran Hosseini.
Al igual que probamos la madurez de los frutos apretando suavemente con nuestras manos, los científicos examinaron las propiedades mecánicas de las células humanas individuales. Excepto que aplastaron las células usando un microscopio de fuerza atómica. Esta configuración de última generación midió propiedades como la rigidez celular y la tensión de la superficie celular antes y después del EMT. Además, el grupo de la Dra. Elisabeth Fischer-Friedrich en colaboración con la Dra. Anna Taubenberger (BIOTEC, Universidad de Dresde) y el Prof. Carsten Werner (IPF, Dresde) cultivaron mini-tumores y los atraparon dentro de hidrogeles elásticos para comprobar cómo el confinamiento mecánico afecta al redondeo celular y a la división de las células tumorales.
Los autores identificaron cambios en el redondeo y el crecimiento del tumor. La EMT influyó en las células cancerígenas de dos maneras contrastantes. Las células tumorales que se dividían se volvieron más rígidas mientras que las que no se dividían se volvieron más blandas. Además, los investigadores encontraron indicios de que los cambios mecánicos observados podrían estar relacionados con el aumento de la actividad de una proteína llamada Rac1, un conocido regulador del citoesqueleto.
"Nuestros hallazgos no sólo proporcionarán importantes resultados al campo de la biología celular, sino que también podrían identificar nuevas dianas para la terapéutica del cáncer", dice la Dra. Elisabeth Fischer-Friedrich.
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