Los investigadores desarrollan un nuevo marcador de la motilidad de las células cancerosas
La física del cáncer encuentra su primera aplicación potencial en oncología - Pronóstico más preciso de la propagación de los tumores de mama
Investigadores de la Universidad de Leipzig han encontrado una aplicación innovadora en oncología para el campo científico de la Física del cáncer. Se trata de un hito para el nuevo campo de investigación, que demuestra por primera vez su relevancia clínica. Basándose en la mecánica de tejidos y células y utilizando el aprendizaje automático, el equipo desarrolló un marcador de la motilidad de las células cancerosas en patología digital. El marcador aporta nueva información sobre los tumores de mama que mejorará la capacidad de predecir el riesgo de metástasis, incluso después de transcurrida una década. Los investigadores acaban de publicar sus nuevos hallazgos en la revista Physical Review X.
Dos estados de agregación de grupos de células cancerosas. En azul: las células cancerosas más densas y redondeadas se atascan y no pueden moverse, lo que reduce el riesgo de metástasis. En verde: las células cancerosas más alargadas y sueltas pueden empujarse unas a otras.
Dr. Hans Kubitschke
En un estudio retrospectivo de 1.380 pacientes con cáncer de mama, realizado en estrecha colaboración con el profesor Axel Niendorf del instituto Pathologie Hamburg-West, el investigador doctoral Pablo Gottheil, del grupo de investigación dirigido por el profesor Josef Alfons Käs en la Universidad de Leipzig, descubrió que una transición colectiva de las células cancerosas a la motilidad, conocida en círculos especializados como "unjamming", aumenta significativamente el riesgo de metástasis a distancia. Las metástasis a distancia se producen cuando las células cancerosas se extienden a otros órganos. "Este proceso desempeña un papel crucial en la agresividad del cáncer y podría ser un importante factor pronóstico adicional del riesgo de diseminación de un tumor", afirma el profesor Josef Alfons Käs, jefe de la División de Física de la Materia Blanda de la Universidad de Leipzig.
En el tumor primario, las células cancerosas forman grupos tan compactos que se "atascan" y no pueden moverse. A medida que el tumor crece, se produce una transición colectiva hacia la motilidad, lo que permite a las células cancerosas abandonar el tumor y diseminarse. En este caso, las células cancerosas adquieren una forma alargada que les permite empujarse unas a otras. Los cortes histológicos utilizados para diagnosticar el cáncer de mama son imágenes estáticas que no muestran cómo se mueven las células. "Lo que hemos descubierto ahora es que podemos identificar las células cancerosas móviles en estas imágenes histológicas basándonos en su forma alargada y en su menor densidad. Hemos identificado un primer marcador que permite detectar células cancerosas móviles en secciones histológicas de tumores. Estas células son capaces de extenderse y dispersarse. Hemos podido demostrar que un número elevado de este tipo de células móviles en una muestra tumoral aumenta significativamente el riesgo de metástasis", explica el biofísico Käs.
Reducir el exceso y la falta de tratamiento de los pacientes
"Un diagnóstico más preciso podría mejorar notablemente nuestra capacidad para tratar el cáncer de mama. Hay muchos enfoques diferentes y diferenciados para el tratamiento. Sin embargo, como los diagnósticos actuales no pueden predecir con exactitud la progresión de la enfermedad, las pacientes reciben un tratamiento excesivo o insuficiente", afirma Käs. Predecir si se formarán metástasis en el organismo es un aspecto importante del pronóstico. Los ganglios linfáticos enfermos de la axila suponen un alto riesgo. Sin embargo, alrededor del 30% de las mujeres con ganglios linfáticos afectados no desarrollarán metástasis a distancia, mientras que el tumor puede extenderse dentro del cuerpo en el 30% de las mujeres cuyos ganglios linfáticos no están afectados.
Según el estudio subyacente, el nuevo marcador pronóstico desarrollado por Käs y sus colegas tiene un poder predictivo clínicamente relevante que es comparable al estado de los ganglios linfáticos utilizado anteriormente en el diagnóstico. Los investigadores creen que los dos criterios diagnósticos son complementarios en su poder predictivo y pueden corregir mutuamente las falsas predicciones. Esto podría reducir el número de mujeres que reciben un tratamiento excesivo o insuficiente. Y lo que es más importante, el nuevo marcador permite un pronóstico más temprano porque puede utilizarse para hacer una predicción antes de que las células cancerosas hayan abandonado el tumor. Esto significa que también se puede hacer un pronóstico para las pacientes en las primeras fases de la enfermedad, cuando el estado de los ganglios linfáticos aún no es útil. Por tanto, el nuevo método de los investigadores podría ser importante para la detección precoz de tumores especialmente agresivos.
Procedimiento aplicable también a otros tipos de tumores
Estos resultados sólo pudieron alcanzarse mediante una estrecha colaboración con los profesionales médicos. Según Käs, el estudio no habría sido posible sin el gran número de cortes histológicos digitales de tumores de mama facilitados por el profesor Niendorf. El Departamento de Ginecología del Centro Médico de la Universidad de Leipzig, dirigido por el profesor Bahriye Aktas, proporcionó explantes vitales de tumores de mama. De este modo, los biofísicos pudieron confirmar que los criterios morfológicos de "desatascamiento" se aplican efectivamente a las células cancerosas móviles. El profesor Markus Löffler, del Instituto de Informática Médica, Estadística y Epidemiología de la Universidad de Leipzig, y su equipo apoyaron el proyecto con la evaluación e interpretación clínicas.
"Estoy encantado con estos resultados tan interesantes. Con esta evaluación del unjamming, dispondremos de otro marcador pronóstico útil que añadir a nuestra actual caja de herramientas diagnósticas. Pero antes de que el marcador pueda utilizarse en la práctica clínica, se necesitan más estudios prospectivos", afirma el profesor Aktas.
Dado que el método no depende de moléculas específicas del tumor, también podría utilizarse para otros tipos de tumores. Según los investigadores, el procedimiento podría aplicarse al 92% de los pacientes con cáncer. Además, el "desatascamiento" puede ser un factor patológico importante en otras enfermedades, como el asma.
Con más de dos millones de casos al año en todo el mundo, el cáncer de mama es, con diferencia, el más frecuente entre las mujeres. En 2018, más de 600.000 mujeres con cáncer de mama murieron, principalmente debido a la naturaleza sistémica e invasiva de la enfermedad.
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
Pablo Gottheil, Jürgen Lippoldt, Steffen Grosser, Frédéric Renner, Mohamad Saibah, Dimitrij Tschodu, Anne-Kathrin Poßögel, Anne-Sophie Wegscheider, Bernhard Ulm, Kay Friedrichs, Christoph Lindner, Christoph Engel, Markus Löffler, Benjamin Wolf, Michael Höckel, Bahriye Aktas, Hans Kubitschke, Axel Niendorf, and Josef A. Käs: "State of Cell Unjamming Correlates with Distant Metastasis in Cancer Patients"; Physical Review X; 2023
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