Las células de los tumores cerebrales invaden el cerebro como jinetes libres neuronales

Las células de los tumores cerebrales imitan las características y los patrones de movimiento de las células nerviosas

05.08.2022 - Alemania

Ciertas células de los glioblastomas, la forma más agresiva de los tumores cerebrales, imitan las características y estrategias de movimiento de las neuronas inmaduras para colonizar el cerebro. Los nuevos resultados fundamentales de los investigadores del Hospital Universitario de Heidelberg (UKHD) y de la Facultad de Medicina de Heidelberg (MFHD) y del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) proporcionan la primera visión detallada de los mecanismos de propagación del tumor. Las células del glioblastoma se desplazan a través del tejido cerebral sano, se asientan en un lugar adecuado y luego forman redes malignas a través de las cuales vuelven a conectarse con el "tumor madre". Estos invasores no sólo comparten su perfil molecular con las células precursoras de las células nerviosas, sino que también migran con los mismos patrones de movimiento y, al igual que éstas, establecen contactos con las células nerviosas sanas del cerebro. Los resultados han sido publicados recientemente en "Cell" y reconocidos en un editorial.

Los glioblastomas crecen en el cerebro como una red de hongos. Por ello, no pueden ser extirpados completamente mediante cirugía y, gracias a su resistente red, sobreviven a la quimioterapia y la radioterapia intensivas. Esto los convierte en el tumor cerebral más peligroso en el ser humano, con un tiempo medio de supervivencia de unos 15 meses tras el diagnóstico inicial. El modo en que se produce este crecimiento característico es objeto de investigación por parte de los grupos de trabajo del profesor Dr. Frank Winkler en la Unidad de Cooperación Clínica de Neurooncología de la UKHD y el DKFZ, el profesor Dr. Thomas Kuner, jefe del Departamento de Neuroanatomía Funcional del Instituto de Anatomía y biología celular, y el Dr. Varun Venkataramani. Ya en 2015, el equipo describió la red de procesos celulares de las células del glioblastoma como causa de la resistencia a la terapia. A través de este cableado, las células tumorales pueden reparar daños e intercambiar sustancias esenciales para la supervivencia. En 2019, los investigadores descubrieron que las células tumorales reciben señales directas de las neuronas, estimulando su crecimiento.

Por último, el equipo se acercó con un microscopio para estudiar los diferentes tipos de células dentro de los tumores cerebrales. "Los glioblastomas están formados por células muy heterogéneas. Queríamos saber hasta qué punto los distintos tipos de células difieren en su función biológica", dice Winkler. En el proceso, descubrieron un subconjunto muy ágil de células cancerosas que se asemejan a los precursores de las células nerviosas en varios aspectos: en sus características moleculares, en su capacidad para moverse por el cerebro y en la forma en que se conectan con las células nerviosas del cerebro y reciben señales de ellas a través de las sinapsis, puntos de contacto especiales para la transmisión de señales.

"Utilizando técnicas de microscopía de alta resolución, hemos observado en células de glioblastoma humano que crecen en cerebros de ratón que estas células cancerosas se mueven por el cerebro siguiendo el mismo patrón que los depredadores se mueven por su territorio en busca de presas, de forma muy similar a las células precursoras de los nervios. Al hacerlo, escanean el entorno con finas extensiones celulares y reciben señales activadoras de las células nerviosas a través de sus sinapsis, que parecen necesitar para la invasión", describe el profesor Kuner. Su equipo utilizó una combinación de modernos métodos microscópicos y de biología molecular que proporcionaron vistas detalladas y tridimensionales de la interacción de las células en el tejido, sus contactos célula-célula y sus propiedades moleculares.

Con el microscopio se vio que, después de que las células que se extendían encontraran una ubicación favorable, cambiaban sus propiedades moleculares y se transformaban en un tipo de célula que ya no se movía, sino que formaba redes. "El comportamiento es similar al de la colonización de un nuevo continente: primero, los colonos individuales se dirigen a la distancia, entran en contacto con los lugareños y finalmente se asientan", describe el primer autor, el Dr. Varun Venkataramani.

El Dr. Wolfgang Wick, Director Médico de la Clínica Neurológica de la UKHD, considera que los resultados son un hito en el campo de la "Neurociencia del Cáncer", la ciencia de la compleja interacción entre el sistema nervioso y las células tumorales: "Por primera vez, entendemos lo que hacen los diferentes tipos de células de un glioblastoma, qué características moleculares se asocian a qué comportamiento y qué tipo de célula es responsable del crecimiento invasivo del tumor. Por el contrario, el tipo de célula formadora de redes que se desarrolla a partir de éstas es responsable de la resistencia. Este conocimiento podría proporcionar puntos de partida para nuevas terapias". El siguiente paso es seguir descifrando los mecanismos moleculares del movimiento, la comunicación con las células nerviosas y la formación de redes.

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