Investigadores descubren que el cáncer utiliza residuos de azúcar para evadir las células inmunitarias

El estudiante de doctorado Albert Armoo realiza un Western blot para asegurarse de que no hay genes específicos. Crédito: Universidad Estatal de Dakota del Sur

Un equipo de investigadores químicos de la Universidad Estatal de Dakota del Sur descubrió cómo las células cancerosas utilizan un residuo de azúcar simple para disfrazarse del sistema inmunitario. Lo que aprendieron ayudará a los científicos a desarrollar terapias contra el cáncer más efectivas.

«Utilizamos el lente de la química orgánica para comprender cómo las células cancerosas evaden el sistema inmunitario», explicó la profesora adjunta de química y bioquímica, la Dra. Rachel Willand-Charnley. El proyecto es parte de su programa de investigación en biología química, que utiliza varios campos de la química para resolver problemas biológicos. La investigación de Willand-Charnley tiene aplicaciones en biotecnología y biomedicina.

Willand-Charnley, los estudiantes de doctorado Mathias Anim y Albert Armoo y Susan Grabenstein Roh, estudiante de bioquímica que recibió su licenciatura en mayo, analizaron lo que se conoce como la vía del receptor del ácido siálico-Siglec. Examinaron la vía en células de cáncer de colon y pulmón usando líneas celulares editadas con genes CRISPR-Cas9 para determinar cómo las células cancerosas evaden la detección usando azúcares en su superficie celular.

Los resultados se publican en la edición de junio de Glycobiology, una revista de investigación académica de Oxford revisada por pares. Roh, que en ese momento era estudiante de bioquímica, es el primer autor compartido del artículo. El proyecto fue apoyado por el financiamiento inicial del laboratorio Willand-Charnley para nuevos miembros de la facultad.

Willand-Charnley llegó a SDSU en 2018 después de completar una investigación posdoctoral bajo la tutela de la reconocida profesora de química Carolyn Bertozzi en la Universidad de California. , Berkeley, y luego en la Universidad de Stanford. Su investigación combina experiencia en química orgánica, glicobiología e inmunología del cáncer.

Uso de recubrimiento de azúcar

«Las células están literalmente decoradas con residuos de azúcar, conocidos como glicanos. Los cánceres también tienen un recubrimiento de azúcar, dijo Willand Charnley. «¿Cómo permiten los azúcares, como el ácido siálico, que los cánceres participen en la ‘evasión inmunológica’? El sistema inmunitario está programado para identificar anomalías celulares, incluidas las desviaciones en la capa de azúcar, y marcarlas para su degradación, pero la pregunta es ¿por qué el sistema inmunitario no elimina ciertas células cancerosas?»

El artículo se centra en cómo los cánceres usan residuos de azúcar simples, que ella describió como un disfraz azucarado, para imitar a las células sanas, evadiendo así el sistema inmunológico. «Esta investigación permitirá a los científicos desarrollar mejores terapias que eliminen los azúcares, esencialmente eliminando el disfraz azucarado de las células cancerosas», dijo Willand-Charnley. «Abrirá vías para terapias contra el cáncer más específicas y eficaces relacionadas con los glicanos».

Ambos estudiantes de doctorado ven los beneficios de este enfoque único para mejorar la terapia contra el cáncer. «Fue realmente intrigante darme cuenta de que una sola modificación genética podría hacer que los cánceres fueran resistentes a la inmunoterapia, hacerlos invisibles para el sistema inmunitario», dijo Anim, que es de Ashiaman, Ghana. Obtuvo su licenciatura y maestría en bioquímica en la Universidad de Ciencia y Tecnología Kwame Nkrumah en Kumasi Ashanti, Ghana.

Armoo, quien es de Tema, Ghana, dijo: «Para mí, fue interesante descubrir que una capa de azúcar desempeña un papel en la resistencia a los quimioterapéuticos. No siempre es un metabolito del fármaco, sino que también el propio sistema inmunitario de los pacientes es capaz de identificar las células cancerosas». Comenzó su trabajo de doctorado en SDSU después de obtener su título universitario en la Universidad de Bradford en el Reino Unido y una maestría del Instituto de Terapéutica del Cáncer de la Universidad de Bradford.

Inspirando a futuros científicos

Roh, nativo de Mitchell, Dakota del Sur, comenzó a trabajar en el proyecto como estudiante de segundo año. «Quería trabajar con la genética, así que cuando la Dra. Willand-Charnley habló sobre las líneas celulares con genes desactivados el primer día en mi clase de química orgánica, eso despertó mi interés en investigar con su grupo», dijo Roh. «Fui la primera persona en firmar (en el proyecto)».

Willand-Charnley dijo: «Los estudiantes universitarios (en mi laboratorio) son tratados como estudiantes graduados. Espero que lleven a cabo su investigación como un estudiante de posgrado».

Roh continuó: «Encontré mis propios documentos relacionados con el tema, los leí y expliqué por qué sentí que eran relevantes y lo que aprendí de ellos (durante las reuniones grupales semanales ).» Cada tres semanas, era su turno de presentar sus hallazgos al grupo de manera profesional. En 2019, Roh recibió el premio de la American Chemical Society al mejor póster de investigación de pregrado.

Aunque Roh era la única estudiante de pregrado que trabajaba en el proyecto, dijo: «Tenía mucha responsabilidad. Pude ser el primer autor compartido en el artículo porque puse [una] cantidad igual de trabajo que eso fue lo que tomó».

Además de investigar a tiempo parcial durante el año escolar, también pasó dos veranos trabajando tiempo completo en el proyecto. Roh, que ahora es asistente de investigación graduada en el Departamento de Biología y Microbiología, se siente preparada para la escuela de posgrado, gracias a sus experiencias en el laboratorio de Willand-Charnley.

Además de ejecutar programas de investigación exitosos, Willand- Charnley también se enfoca en la diversidad y el alcance. «Uno de mis objetivos como científico es aumentar la diversidad en las ciencias STEM», dijo Willand-Charnley. Sin embargo, «a medida que los estudiantes atraviesan la academia y envejecen, tendemos a tener menos diversidad, ¿por qué? Una escuela de pensamiento es que las ciencias STEM se consideran intimidantes. Entonces, ¿cómo solucionamos esto?»

Willand-Charley está trabajando en el lanzamiento de un programa de extensión para estudiantes de jardín de infantes a quinto grado. «Quiero despertar interés en las ciencias STEM desde una edad muy temprana. ¿Qué mejor manera de generar interés y demostrar que la ciencia es divertida que demostraciones prácticas con científicos en el aula?»

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Los investigadores descubren un gen que controla la gravedad del cáncer de colon Más información: Susan Grabenstein et al, Los ácidos siálicos desacetilados modulan la citotoxicidad inmunomediada a través de la vía del ácido siálico-Siglec, Glicobiología (2021). DOI: 10.1093/glycob/cwab068 Proporcionado por la Universidad Estatal de Dakota del Sur Cita: Los investigadores descubren que el cáncer usa residuos de azúcar para evadir las células inmunitarias (12 de octubre de 2021) consultado el 29 de agosto de 2022 en https://medicalxpress. com/news/2021-10-cancer-sugar-residue-evade-immune.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.