Las células cancerosas expuestas a ambientes de alta viscosidad cambian la forma de moverse para mejorar su capacidad de invadir y favorecer la metástasis, según dos estudios internacionales en los que ha participado el Laboratorio de Fisiología Molecular de la universidad española Pompeu Fabra (UPF).
Los estudios, publicados en las revistas 'Nature' y 'Nature Communications', proporcionan, según los investigadores, nuevas dianas para diseñar posibles terapias contra el cáncer.
Los investigadores recordaron que el cuerpo humano está formado por más de un billón de células, que son estructuras dinámicas que se mueven, con distintas técnicas, a través del cuerpo para cumplir diversas funciones, como cerrar heridas o llevar nutrientes a otros tejidos.
"Comprender cómo se mueven las células cancerosas y toman decisiones en estos entornos confinados es importante, ya que el 90 % de las muertes por cáncer ocurren cuando hay metástasis", dijo el investigador de la UPF Miquel A. Valverde.
Los laboratorios de Konstantinos Konstantopoulos de la Universidad Johns Hopkins y el de Valverde de la UPF, junto con equipos de EEUU y Canadá, han colaborado durante seis años para desentrañar cómo las células cancerosas se mueven a través de canales iónicos activados mecánicamente –estímulos que deforman las membranas celulares– para adaptar su movimiento a distintas tensiones mecánicas y entornos.
Para estudiar el movimiento de las células, crearon soportes tridimensionales con técnicas de bioingeniería que se asemejan a las vías por las que las células se desplazan en el cuerpo humano.
Después, localizaron dentro de la célula las proteínas clave mediante microscopía de alta resolución, registraron el volumen celular, los movimientos iónicos y la actividad eléctrica, además de evaluar cómo cambia la expresión de diferentes genes en la evolución del cáncer.
En el primer estudio, publicado en 'Nature Communications', el equipo internacional descubrió que las células cancerosas pueden moverse en espacios confinados simplemente tomando agua en la parte frontal de la célula y liberándola en la parte posterior, sin necesidad de establecer interacciones moleculares con las paredes del tejido que las envuelve.
"Funciona como un propulsor hidráulico, similar al dispositivo que Tom Clancy llevó a la ficción para propulsar a un submarino en su novela La caza del Octubre Rojo", puso como ejemplo Valverde.
En el segundo estudio, publicado en 'Nature', los científicos se cuestionaron cómo los cambios en la viscosidad del entorno celular pueden condicionar la forma en que las células cancerosas se mueven y se comportan.
"La viscosidad mide la resistencia que un fluido ejerce sobre cualquier cosa que se mueva. Como tal, el sentido común y la ingeniería fundamental indican que las partículas inertes se mueven más lentamente en medios de elevada viscosidad", según Valverde.
Pero los científicos han demostrado ahora un efecto paradójico: la elevada viscosidad promueve la migración celular, la invasión, así como la extravasación de células tumorales -salida de los vasos sanguíneos- y la colonización pulmonar.
"A diferencia de las partículas inertes, las células expuestas a una elevada viscosidad se mueven más rápido", aseguró Valverde, cuyo equipo expuso las células cancerosas a una alta viscosidad, y vieron que el primer elemento celular que respondía a este estímulo era la proteína actina, que forma parte del esqueleto celular -citoesqueleto- y da forma al cuerpo celular.
Esto inició una cascada de eventos moleculares que reforzó el citoesqueleto celular y activó proteínas motoras, de forma que las células modificaron el modo de migración y ya no utilizaban el movimiento del agua sino su "esqueleto y músculos" celulares, así como las interacciones con las paredes circundantes para impulsarse a una velocidad más rápida.
Según la investigadora de la UPF Selma Serra, "es como si las células hubieran ido al gimnasio para entrenarse duro -bajo altas cargas viscosas- y rendir mejor cuando se las desafía físicamente en el viaje desde el tumor primario hasta su destino final en una metástasis distante".
Los autores del estudio también hallaron que las células no solo se mueven más rápido cuando están rodeadas de fluidos de viscosidad elevada, sino también cuando han sido previamente expuestas a estos fluidos y después se les han retirado.
"En esta etapa, no podemos proponer una intervención molecular específica para combatir la metástasis del cáncer, pero creemos que las moléculas y la vía que identificamos en nuestro estudio se pueden utilizar como objetivos farmacológicos para posibles terapias contra el cáncer", concluyó Valverde.
EFE