De un diminuto gusano surgen nuevas pistas sobre cómo las células cancerosas metastásicas impulsan su propagación letal
Este lapso de tiempo de una diminuta célula de gusano cientos de veces más pequeña que un grano de arena muestra los niveles de energía ATP dentro de la célula antes, durante y después de que traspasa otros tejidos. Crédito: Aastha Garde, Universidad de Duke
Los ejércitos invasores necesitan un suministro constante de combustible y armamento. Eso es igualmente cierto cuando los invasores son células, como cuando las células tumorales se separan de sus vecinas y se diseminan a otras partes del cuerpo en un proceso llamado metástasis, la parte más letal del cáncer.
Ahora, un estudio dirigido por la Universidad de Duke en el diminuto gusano C. elegans proporciona una nueva perspectiva sobre cómo las células invasoras acumulan y despliegan combustible en la primera línea de la invasión para impulsar su maquinaria de avance celular.
En un estudio publicado en la revista Developmental Cell, el profesor de biología de Duke, David Sherwood, y sus colegas identificaron dos transportadores de glucosa que, cuando se desactivan, interrumpen el suministro de energía a las células de gusanos invasores e incluso detienen a algunos de ellos en seco.
Los hallazgos podrían eventualmente conducir a nuevas formas de cortar las líneas de suministro que permiten que las células cancerosas hagan metástasis en humanos.
«Esto es un gran problema porque nos brinda un nuevo aspecto de las células invasivas para atacar terapéuticamente, «, dijo Sherwood.
El cáncer metastásico es notoriamente difícil de tratar. La mayoría de los medicamentos contra el cáncer funcionan destruyendo las células tumorales o retardando su crecimiento. Pero muy pocos de los más de 200 medicamentos contra el cáncer que han sido aprobados para uso clínico en realidad evitan que el cáncer se desprenda del tumor original y se propague a otros órganos, los culpables de la gran mayoría de las muertes relacionadas con el cáncer.
«No tenemos terapias para abordar este paso, ya que no tenemos una buena comprensión de cómo las células rompen las barreras de los tejidos», dijo Sherwood, autor principal del artículo. «Es irónico, porque es el aspecto más letal del cáncer, pero el que menos entendemos».
Parte de la razón es que el proceso ha sido difícil de estudiar. La propagación del cáncer es impredecible y la mayoría de las células cancerosas hacen metástasis en lo profundo del cuerpo, más allá del alcance de los microscopios ópticos.
«Es difícil detectar una célula invasora en el acto», dijo Sherwood.
Así que el laboratorio de Sherwood estudia un proceso similar en gusanos transparentes de un milímetro de largo llamados C. elegans. Antes de que un gusano en desarrollo pueda terminar de construir su tracto reproductivo, una célula especializada llamada célula ancla debe atravesar la densa malla en forma de lámina que separa el útero del gusano de su vulva para despejar el camino para el apareamiento y la puesta de huevos.
Tanto las células de gusano como las células cancerosas humanas utilizan la misma maquinaria invasiva: una andanada de proyecciones en forma de pistón que brotan de la superficie de la célula y se abren paso a puñetazos a través de las barreras de tejido para despejar el camino por el que pasan las células, como perforar un túnel de escape.
«La pregunta es: ‘¿Qué alimenta estas máquinas?'», dijo la primera autora Aastha Garde, estudiante de doctorado en biología celular en Duke. «¿Y podemos apuntar a eso en lugar de a las propias máquinas, para privarlas de su fuente de energía para que las máquinas dejen de funcionar?»
Los investigadores usaron una cámara conectada a un microscopio potente para mirar dentro de diminutas células de gusanos. cientos de veces más pequeño que un grano de arena y observe sus «robos» en acción.
Garde mostró un lapso de tiempo de una célula invasora mientras empujaba y se abría paso en los tejidos vecinos. La celda había sido diseñada con un sensor que se enciende cada vez que una molécula portadora de energía llamada ATP alcanza un cierto nivel, como un indicador de combustible celular. Justo cuando la célula estaba a punto de abrirse paso, apareció un estallido de luz detrás de las líneas frontales de la célula, lo que reveló una efusión de ATP en el momento de la ruptura.
Este ATP es producido por orgánulos llamados mitocondrias, las fábricas de energía. de la célula que son guiados a las líneas frontales de invasión de la célula por una señal molecular llamada netrina, según muestran los investigadores.
Los investigadores también analizaron unos 8300 de los aproximadamente 20 000 genes del gusano, silenciándolos uno por uno usando un técnica llamada ARN de interferencia para ver si las células del gusano aún podían abrirse paso.
Identificaron dos genes que codifican proteínas similares a puertas llamadas FGT-1 y FGT-2. Estos se acumulan a lo largo de los bordes de la célula justo antes de la invasión y permiten que entre más glucosa en la célula, donde se descompone para producir ATP.
Cuando los investigadores desactivaron estos genes, los niveles de glucosa y ATP disminuyeron y el gusano las células detuvieron su propagación. A través del microscopio, pudieron ver células que hacían un débil esfuerzo para producir nuevas proyecciones en forma de pistón, para salir adelante, pero la mayoría se retrasó y un tercio de las células dejó de avanzar por completo.
«Sin glucosa , básicamente toda la maquinaria que utiliza la célula ancla para atravesar la membrana basal está dañada», dijo Garde.
Hay mucho que los científicos aún no saben sobre qué hace que las células cancerosas hagan metástasis. Pero los investigadores esperan que su trabajo con los gusanos les ayude a «descubrir el talón de Aquiles de la invasión celular», dijo Sherwood.
«Este es un aspecto de cómo las células se rompen que se ha pasado por alto en gran medida», dijo Sherwood. «Si podemos detener esta explosión de ATP, podemos limitar o detener la invasión celular».
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Las células sobresalen para pasar a través de las barreras Más información: Aastha Garde et al, La importación de glucosa localizada, el procesamiento glucolítico y las mitocondrias generan un estallido de ATP enfocado para impulsar la invasión de la membrana basal , Célula de desarrollo (2022). DOI: 10.1016/j.devcel.2022.02.019 Información de la revista: Developmental Cell
Proporcionado por la Universidad de Duke Cita: De un diminuto gusano surgen nuevas pistas sobre cómo metastásico las células cancerosas potencian su propagación mortal (22 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-tiny-worm-clues-metastatic-cancer.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.