Células cancerígenas en el camino equivocado
Cómo las adaptaciones pueden dificultar el tratamiento del cáncer
Cada tumor está formado por múltiples tipos de células, todas ellas con características distintas. Además de determinar el curso de la enfermedad, estas diferencias entre las células cancerosas individuales controlan la eficacia de las terapias dirigidas. Un equipo de investigadores de la Charité - Universitätsmedizin de Berlín y del Consorcio Alemán del cáncer (DKTK) ha logrado trazar las trayectorias de desarrollo de las células del cáncer colorrectal. Además de observar cómo responden las células individuales a las terapias contra el cáncer, los investigadores también pudieron ver la forma en que las células cancerosas a veces desarrollan resistencia tras el tratamiento. En su artículo publicado en la revista EMBO Molecular Medicine, los investigadores sugieren que este conocimiento puede servir para identificar los puntos débiles de los tratamientos actuales y cómo se podrían mejorar estas deficiencias.
De los tejidos cancerosos a las trayectorias de desarrollo de células individuales. Una sección de tejido (izquierda) proporciona información importante sobre el cáncer de un paciente. Un análisis bioinformático de los datos de las células individuales (derecha) muestra que, en ausencia de tratamiento, las células cancerosas en cultivos de organoides seguirán una trayectoria uniforme desde las primeras hasta las últimas etapas del ciclo vital (flechas, de verde a azul). Con el tratamiento (rojo), las células cancerosas se desarrollarán siguiendo trayectorias multidireccionales.
© Charité | Markus Morkel
Una técnica conocida como secuenciación unicelular permite a los investigadores estudiar la expresión génica -la actividad de genes individuales- en miles de células al mismo tiempo. Los tumores están formados por subpoblaciones de células que, además de tener características diferentes, se adaptan continuamente a los cambios de su microentorno. Mediante la secuenciación de células individuales, un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Markus Morkel y el Prof. Dr. Nils Blüthgen, del Instituto de Patología de Charité, estudió la heterogeneidad inherente a los tejidos tumorales para obtener una imagen más clara del proceso de desarrollo del cáncer colorrectal.
Los investigadores comenzaron comparando las células del cáncer colorrectal con las del tejido intestinal sano. Mediante la recopilación de datos de un total de más de 100.000 células individuales, pudieron definir las características celulares que eran universales en todos los pacientes. Los métodos convencionales de secuenciación sólo proporcionan una imagen de la actividad genética en un momento determinado. Para recrear y observar los cambios dinámicos que se producen en los tejidos a nivel celular, los investigadores tuvieron que crear cultivos tridimensionales de células de cáncer colorrectal. "Utilizando estos 'organoides', como se les llama, pudimos trazar la trayectoria de desarrollo de las células", explica el Dr. Morkel del PD, y añade: "Gracias a una ingeniosa técnica de laboratorio, pudimos etiquetar el ARN de las células en un momento determinado. Además de determinar el estado actual de la actividad de cada célula individual, esta técnica también nos proporcionó una imagen de la expresión génica de unas horas antes." A continuación, el equipo de investigación examinó el modo en que las células cancerosas dentro de estos organoides se adaptaban a las terapias clínicamente importantes con inhibidores dirigidos. No todas las células cancerosas respondieron de la misma manera. Mientras que algunas células se extinguieron con este tratamiento, otras tomaron lo que podría describirse mejor como "un giro equivocado". Desviándose de sus trayectorias normales de desarrollo, entraron en un nuevo estado que las hizo resistentes a los tratamientos recién administrados.
"Este tipo de experimentos con células individuales en tejidos cancerosos representa un enorme reto logístico y técnico. Implican la colaboración entre especialistas de múltiples instalaciones, desde especialistas en cirugía hasta expertos en bases de datos", explica el Dr. Morkel, que también es el principal punto de contacto en el BIH en el Bioportal Single Cells de Charité, una instalación central que tiene como objetivo permitir la incorporación rápida y eficiente de las tecnologías de células individuales en la investigación traslacional cercana al paciente. El Prof. Blüthgen, que también es investigador del Instituto de Investigación Integrativa (IRI) para las Ciencias de la Vida de la Universidad Humboldt de Berlín (HU), aborda un reto evidente: "La medición de la actividad de miles de genes en cientos de miles de células produce volúmenes de datos muy grandes", explica, y añade: "Gracias sobre todo a los avances en el campo del aprendizaje automático, ahora estamos en condiciones de analizar estos datos de manera eficiente. Esto nos permite comprender mejor los procesos celulares esenciales y utilizarlos en beneficio de los pacientes." Los experimentos con células individuales, el aprendizaje automático y los modelos de cultivo celular específicos para cada paciente van a desempeñar un papel fundamental en la investigación y el desarrollo de nuevas opciones de tratamiento del cáncer en Charité.
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.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
