Reducción de la metástasis del cáncer de mama en modelos animales mediante la modificación de las propiedades eléctricas del tumor
Las células tumorales de mama se iluminan con un tinte que indica su potencial eléctrico. Crédito: Universidad de Tufts
En las células normales, los patrones de voltaje eléctrico proporcionan un plan para un crecimiento ordenado. Pero con el cáncer sucede lo contrario. Marcadas por una falla en los patrones eléctricos normales generados por las células, pierden sus funciones especializadas, comienzan a expandirse en un tumor y se propagan e interrumpen la función de metástasis de otros tejidos. Hasta el momento, no existen tratamientos clínicamente disponibles que se dirijan específicamente al proceso de metástasis, que sigue siendo la principal causa de muerte en pacientes con cáncer.
Ahora, investigadores de la Universidad de Tufts han descubierto que manipular patrones de voltaje en células tumorales usando bloqueadores de canales iónicos ya aprobados por la FDA como tratamientos para otras enfermedades puede, de hecho, reducir significativamente la invasión de células tumorales en una placa y la metástasis en un modelo animal de cáncer de mama. .
El descubrimiento de que los medicamentos ya aprobados para otras afecciones pueden ralentizar o detener la metástasis podría conducir a un camino acelerado hacia la aprobación para el tratamiento del cáncer.
«Este es un tema muy poco explorado , pero una estrategia altamente oportunista para el tratamiento del cáncer», dijo Madeleine Oudin, profesora asistente de ingeniería biomédica de la familia Tiampo en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts y autora correspondiente del estudio. «Los canales de iones, que regulan las propiedades bioeléctricas de las células, son el segundo objetivo más común para los productos farmacéuticos existentes, por lo que tenemos un conjunto relativamente grande de medicamentos listos para usar que podrían reutilizarse para la terapia contra el cáncer».
Para probar su estrategia terapéutica, el equipo de investigación de Tufts se centró en el cáncer de mama triple negativo (TNBC), un subtipo de la enfermedad que representa aproximadamente el 15 % de todos los casos de cáncer de mama. La probabilidad de metástasis del TNBC es mayor que la de todos los demás subtipos de cáncer de mama, y debido a que el TNBC está asociado con un mal pronóstico a cinco años, los científicos están centrando sus esfuerzos en contrarrestarlo.
Los investigadores pudieron demostrar que la manipulación de las propiedades de voltaje de las células de cáncer de mama puede tener un efecto significativo en su progresión a metástasis, reduciendo la cantidad de sitios metastásicos en los pulmones de ratones en aproximadamente un 50 por ciento.
Las células en el cuerpo crean un voltaje natural a través de sus membranas, causadas por canales iónicos que activan o pasivamente permiten que los iones positivos y negativos entren y salgan de la célula. Mike Levin, profesor de Vannevar Bush en el Departamento de Biología, colaborador de este estudio, ha estado trabajando durante muchos años en la disección del papel de las propiedades eléctricas en los comportamientos celulares en organismos modelo. Cuando Oudin se unió a Tufts, recibieron fondos a través del programa Tufts Collaborates, que ayuda a respaldar las colaboraciones entre profesores de diferentes escuelas para abordar nuevas áreas de investigación interesantes.
Si bien hay una variedad de canales que impulsan el movimiento de Los iones de sodio, calcio y potasio con carga positiva, así como los iones de cloruro con carga negativa, los canales de iones de potasio tienden a dominar en la generación del voltaje a través de la membrana celular. Cuando los investigadores de Tufts sobreexpresaron genéticamente los canales de iones de potasio en las células tumorales, el interior de las células se cargó más negativamente y el desequilibrio en el voltaje condujo a un mayor crecimiento tumoral y metástasis, tanto en células en placa como en modelos animales.
La estrategia terapéutica de los investigadores tomó el enfoque opuesto: bloquear los canales de iones de potasio condujo a una restauración de voltajes más normales para las células, disminuyó la invasión de células tumorales y redujo significativamente la metástasis.
Cuatro filtros de potasio aprobados por la FDA Se examinaron los bloqueadores de los canales iónicos y todos tenían una eficacia similar en la destrucción de las células tumorales. Un fármaco, la amiodarona, tuvo el mayor efecto en la normalización de los voltajes celulares y se seleccionó para ver qué tan bien funcionaría en el tratamiento del cáncer de mama en ratones. Los investigadores descubrieron que el fármaco, aprobado para su uso en el tratamiento de trastornos del ritmo cardíaco, reducía la capacidad de los tumores para propagarse a medida que las células se separaban y se trasladaban a otras partes del cuerpo.
Al observar los genes que fueron activados por el cambio de voltaje, encontraron una serie de vías moleculares involucradas en el movimiento de las células. Los efectos del fármaco bloqueador de los canales de iones fueron consistentes con la limitación del movimiento de las células, para que no se desvíen y desarrollen nuevos tumores.
El equipo de Tufts continuará explorando los efectos de los bloqueadores de los canales de iones en cáncer en modelos animales, en combinación con los tratamientos estándar existentes como la quimioterapia. Dado que la amiodarona y fármacos similares ya están aprobados para su uso en humanos, los ensayos clínicos de fase I en pequeños grupos de pacientes con cáncer podrían comenzar en un futuro próximo.
Explore más
Las células cancerosas pueden promover la metástasis y la resistencia a la terapia, según su estado Proporcionado por la Universidad de Tufts Cita: Reducción de la metástasis del cáncer de mama en modelos animales mediante la modificación de las propiedades eléctricas del tumor (2022) , 11 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-breast-cancer-metastasis-animal-tumor.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.