Científicos revierten la progresión del cáncer de páncreas en una "máquina del tiempo" hecha con células humanas
"Estos hallazgos abren la posibilidad de diseñar una nueva terapia génica o un fármaco porque ahora podemos convertir las células cancerosas en su estado normal"
Lo que hace que el cáncer de páncreas sea tan mortífero es su encubierta y rápida propagación. Ahora, una "máquina del tiempo" construida por los ingenieros de la Universidad de Purdue ha demostrado una forma de invertir el curso del cáncer antes de que se extienda por el páncreas.
Los investigadores de Purdue utilizaron este montaje experimental para reprogramar las células cancerosas del páncreas y devolverlas a su estado normal.
Purdue University photo/John Underwood
Dentro de la plataforma de cristal de este portaobjetos, los investigadores recrearon dos estructuras anatómicas implicadas en la propagación del cáncer de páncreas.
Purdue University photo/John Underwood
"Estos hallazgos abren la posibilidad de diseñar una nueva terapia génica o un fármaco, porque ahora podemos convertir las células cancerosas en su estado normal", dijo Bumsoo Han, profesor de ingeniería mecánica de Purdue y líder del programa del Centro de Investigación del Cáncer de Purdue. Han tiene un nombramiento de cortesía en ingeniería biomédica.
La máquina del tiempo que construyó el laboratorio de Han es una reproducción realista de una estructura pancreática llamada acino, que produce y secreta enzimas digestivas en el intestino delgado. El cáncer de páncreas suele desarrollarse a partir de la inflamación crónica que se produce cuando una mutación ha hecho que estas enzimas digestivas digieran el propio páncreas.
Si hubiera una forma de retroceder en el tiempo para reprogramar las células acinares cancerosas que producen esas enzimas, entonces sería posible reiniciar completamente el páncreas.
Durante la última década, Stephen Konieczny, profesor emérito del Departamento de Ciencias Biológicas de Purdue, ha estudiado un posible botón de reinicio: un gen llamado PTF1a.
"El gen PTF1a es absolutamente crítico para el desarrollo normal del páncreas. Si se carece del gen PTF1a, no se desarrolla el páncreas", explica Konieczny. "Así que nuestra idea era: si volvemos a activar el gen PTF1a en una célula de cáncer de páncreas, ¿qué ocurre? ¿Revertiremos el fenotipo del cáncer? Efectivamente, eso es exactamente lo que ocurre".
Konieczny colaboró con el laboratorio de Han para llevar estos descubrimientos en estudios de biología molecular al siguiente nivel, probándolos en un modelo realista del acino: la máquina del tiempo. El estudio publicado aparece en la portada del número del 7 de octubre de Lab on a Chip, una revista de la Real Sociedad de Química.
Los investigadores suelen investigar posibles enfoques de tratamiento del cáncer de páncreas en modelos animales, pero el cáncer de páncreas puede tardar meses en desarrollarse en un animal. Disponer de una forma de estudiar el desarrollo del cáncer y los conceptos de tratamiento en un microambiente igual de realista ahorraría tiempo y daría a los investigadores más control sobre el modelo.
El modelo que desarrollaron los investigadores de Purdue supera un gran reto al capturar con precisión la complejidad anatómica del acino, una cavidad circular revestida de células.
"Desde el punto de vista de la ingeniería, crear este tipo de cavidad tridimensional no es trivial. Por eso, encontrar la manera de construir esta cavidad es una innovación en sí misma", dijo Han.
El laboratorio de Han ya tenía experiencia en la construcción de un modelo realista de otra estructura del páncreas, el conducto, donde el cáncer crece tras salir del acino. Los investigadores aprovecharon este conocimiento y desarrollaron una nueva técnica que construye tanto el conducto como el acino en un proceso de "digitación viscosa" de dos pasos.
Así es como funciona: El modelo, una plataforma de cristal del tamaño de un sello postal sobre un portaobjetos de microscopio, tiene dos cámaras interconectadas. La carga de una solución de colágeno en una de las cámaras llena la forma de dedo de un conducto pancreático, que se abulta y luego se expande para crear la estructura de la cavidad del acino en la segunda cámara.
Al dejar caer células humanas cancerosas en la cámara acinar, el modelo era aún más realista. El laboratorio de Konieczny diseñó el gen PTF1a de una línea celular de cáncer de páncreas para que se activara en presencia de doxiciclina, un compuesto utilizado habitualmente en los antibióticos. Una vez activado el gen, las células empezaron a construir el resto del acino en el modelo de Han, lo que indicaba que ya no eran cancerosas y habían sido reprogramadas.
"En este modelo, no sólo se reprograman las células cancerosas, sino que, por primera vez, podemos mostrar la arquitectura tridimensional normal del acino, que es muy similar a las mismas estructuras que vemos en un páncreas sano", dijo Konieczny.
El laboratorio de Han está realizando actualmente experimentos para explorar una posible terapia génica basada en estos hallazgos.
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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