Las células cancerosas se fluidifican y atraviesan el tejido
Un gran avance en la investigación sobre el cáncer
En colaboración con colegas de Alemania y EE.UU., investigadores de la Universidad de Leipzig han logrado un gran avance en la investigación de cómo se propagan las células cancerosas. En sus experimentos, el equipo de biofísicos dirigido por el profesor Josef Alfons Käs, Steffen Grosser y Jürgen Lippoldt demostró por primera vez cómo las células se deforman para moverse en tejidos tumorales densos y pasar por encima de las células vecinas. Los investigadores descubrieron que las células móviles trabajan juntas para fluidificar el tejido tumoral.
La estructura de los tumores en 3D se ve alterada por la presencia de aktina y ADN. Zellformen in Krebstumoren zeigen an, ob die Zellen beweglich sind. La tinción de actina y ADN revela la estructura de los grupos tumorales en 3D. Las formas de las células en los tumores cancerosos indican si las células son móviles.
Steffen Grosser, Leipzig University
Käs dirigió el proyecto de investigación en colaboración con la profesora Lisa Manning de la Universidad de Siracusa (EE.UU.) y el profesor Bahriye Aktas del Hospital Universitario de Leipzig. Ahora han publicado sus resultados en Physical Review X.
"Estas primeras observaciones de una transición de fase en los tumores humanos cambian nuestros conceptos básicos de la progresión tumoral y podrían mejorar el diagnóstico y la terapia del cáncer", dijo Käs, que lleva años estudiando las propiedades físicas de las células cancerosas. Dijo que la investigación demostró que los tumores humanos contienen agrupaciones de células sólidas y fluidas, lo que supondría un gran avance en la comprensión de los científicos de la mecánica tumoral. Añadió que los resultados constituyen la base del primer procedimiento con el que se pueden detectar ya las células cancerosas metastásicas en el tumor.
En las muestras de tumores de pacientes del Hospital Universitario de Leipzig, los investigadores encontraron regiones con células móviles, así como regiones estables, de aspecto sólido, sin movimiento celular. Desde un punto de vista físico, las células no deberían poder moverse en la densa masa tumoral: los tumores están tan densamente poblados de células que el movimiento estaría inhibido en cualquier material típico.
Por ello, los investigadores desarrollaron un nuevo enfoque de la microscopía de tumores en vivo, tiñendo con fluorescencia muestras de tumores humanos inmediatamente después de la cirugía, lo que les permitió observar el movimiento celular en vivo. Esto les llevó a descubrir que, en contra de todos los hallazgos anteriores, esta motilidad celular sí tiene lugar y está asociada a una fuerte deformación nuclear. Observaron cómo las células y sus núcleos se escurren literalmente a través del tejido deformándose gravemente.
"Las células de los tejidos biológicos se comportan de forma muy parecida a la gente en un bar. A bajas densidades, pueden moverse libremente. Sin embargo, el movimiento se vuelve difícil cuando las cosas se llenan de gente. Pero incluso en un bar abarrotado de gente, se puede pasar de largo si se gira de lado. Éste es exactamente el efecto que observamos en los tejidos tumorales", afirma Käs. Los investigadores creen que esta transición de fase explica cómo las células pueden moverse y multiplicarse en un tumor, lo que a la larga conduce a la metástasis. Los tejidos fluidos mostraban células y núcleos alargados y deformados. Las imágenes estáticas de las formas alargadas de las células y los núcleos podrían servir así como huella digital de la agresividad metastásica de un tumor.
"Estos son resultados espectaculares en el campo de la física del cáncer. Ahora tenemos que investigar si las regiones fluidas pueden predecir la agresividad del tumor. Aquí hemos encontrado un marcador del cáncer que indica las regiones activas y móviles y que se basa en un mecanismo físico simple", dijo Steffen Grosser. El profesor Käs está embarcado en un ensayo clínico para investigar el potencial de la forma celular y nuclear como nuevo marcador tumoral que podría utilizarse para examinar y tratar a los pacientes de forma mucho más específica que antes.
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