Células durmientes: La fase de reposo de las células madre recién descubierta podría hacer dormir a los tumores cerebrales
Investigadores de ingeniería de la ASU descubren y exploran un nuevo estado de las células madre neurales que permite conocer el cáncer
Christopher Plaisier, profesor adjunto de ingeniería biomédica en las Escuelas de Ingeniería Ira A. Fulton de la Universidad Estatal de Arizona, y Samantha O'Connor, estudiante de doctorado de ingeniería biomédica en el laboratorio de Plaisier, dirigen una investigación sobre una nueva etapa del ciclo vital de las células madre que podría ser la clave para descubrir nuevos métodos de tratamiento del cáncer cerebral. Su trabajo se ha publicado en Molecular Systems Biology.
Al analizar los datos de las células madre del cerebro, el profesor adjunto Christopher Plaisier y la estudiante de doctorado de ingeniería biomédica Samantha O'Connor vieron las fases del ciclo celular trazadas con más detalle de lo que era posible hasta ahora: las fases de reposo G0, incluida una nueva fase separada que denominaron G0 neural, además de las fases de crecimiento G1 y G2, la fase de copia S y la fase de división M.
Christopher Plaisier/ASU
"El ciclo celular está muy estudiado y, sin embargo, cuando volvemos a examinarlo por enésima vez, aparece una nueva fase", dice Plaisier. "La biología siempre tiene nuevas ideas que mostrarnos, sólo hay que buscar".
La chispa de este descubrimiento surgió a través de una colaboración con Patrick Paddison, profesor asociado del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson de Seattle, y el Dr. Anoop Patel, profesor adjunto de cirugía neurológica de la Universidad de Washington que también participa en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson.
El equipo de Paddison recurrió a Plaisier para que le ayudara a analizar los datos de sus células madre cerebrales caracterizadas mediante un proceso denominado secuenciación de ARN unicelular.
"Esos datos resultaron ser bastante sorprendentes", dice Plaisier. "Se mapeó en este hermoso patrón circular que identificamos como todas las diferentes fases del ciclo celular".
O'Connor desarrolló una nueva herramienta de clasificación del ciclo celular -llamada ccAF, o ciclo celular ASU/Fred Hutchinson para representar la colaboración entre las dos instituciones- que echa un vistazo más cercano y de "alta resolución" a lo que está sucediendo dentro de los ciclos de crecimiento de las células madre e identifica los genes que pueden utilizarse para seguir el progreso a través del ciclo celular.
"Nuestro clasificador se adentra en el ciclo celular porque podría haber piezas que estamos captando que tienen importantes implicaciones para la enfermedad", dice O'Connor.
Cuando Plaisier y O'Connor utilizaron la herramienta ccAF para analizar los datos celulares de los tumores de glioma, descubrieron que las células tumorales se encontraban a menudo en el estado de crecimiento G0 o G1. Y a medida que los tumores se vuelven más agresivos, cada vez menos células permanecen en el estado Neural G0 de reposo. Esto significa que cada vez hay más células que proliferan y hacen crecer el tumor.
Los investigadores relacionaron estos datos con el pronóstico de los pacientes con glioblastoma, un tipo de tumor cerebral especialmente agresivo. Aquellos con mayores niveles de G0 neural en las células tumorales tenían tumores menos agresivos.
También descubrieron que el estado Neural G0 quiescente es independiente de la tasa de proliferación de un tumor, es decir, de la rapidez con la que sus células se dividen y crean nuevas células.
"Ese fue un hallazgo interesante de nuestros resultados, que la quiescencia en sí misma podría ser un proceso biológico diferente", dice Plaisier. "También es un punto potencial donde podríamos buscar nuevos tratamientos farmacológicos. Si pudiéramos empujar más células a ese estado de quiescencia, los tumores se volverían menos agresivos".
Los tratamientos farmacológicos actuales contra el cáncer se centran en matar las células cancerosas. Sin embargo, cuando las células cancerosas son eliminadas, liberan restos celulares en la zona circundante del tumor, lo que puede hacer que las células restantes se vuelvan más resistentes a los fármacos.
"Así que, en lugar de matar las células, si las ponemos a dormir podría ser una situación potencialmente mucho mejor", dice Plaisier.
Con su herramienta ccAF, también fueron capaces de encontrar nuevos estados al principio y al final del ciclo celular que existen entre los estados comúnmente conocidos. Estos son algunos de los temas de su próxima fase de investigación.
"Estamos empezando a pensar en formas de profundizar en ellos y aprender más sobre la biología de la entrada y la salida del ciclo celular, porque esos son puntos potencialmente muy importantes en los que las células pasarán al estado G1 o G0", dice Plaisier.
Averiguar qué desencadena que una célula entre en el ciclo de división o permanezca en un estado de reposo G0 podría ayudar a entender los procesos que subyacen al crecimiento de los tumores.
"La característica principal de cualquier cáncer es que las células proliferan", afirma Plaisier. "Si pudiéramos entrar ahí y averiguar cuáles son los mecanismos, eso podría servir para frenarlas".
Plaisier y O'Connor están haciendo que la herramienta clasificadora del ccAF sea de código abierto y esté disponible en diversos formatos para que cualquiera que estudie datos de secuenciación de ARN unicelular pueda facilitar el proceso de estudio de los ciclos celulares.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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