La física de los tejidos juega un papel clave en el crecimiento tumoral
La física de los tejidos juega un papel en la progresión del cáncer. Crédito: Choksawatdikorn vía Shutterstock
El cáncer es una enfermedad difícil de tratar y estudiar, y puede ser causado por una variedad de mutaciones genéticas. Por ejemplo, el gen RAS mutado provoca una pérdida de estructura en el llamado tejido epitelial, un tipo de tejido que recubre el exterior de los órganos. Para comprender mejor este proceso, los investigadores de TU/e junto con colegas del IBEC en España y la UCL en el Reino Unido han estudiado cómo el gen RAS conduce al crecimiento tumoral en capas 2D de células epiteliales. Los resultados indican que la física de los tejidos juega un papel clave en el crecimiento del tumor, lo que sugiere que las mecanoterapias podrían ayudar a combatir los tumores en futuros tratamientos.
El cáncer es una familia compleja de más de 200 enfermedades distintas, muchas de las cuales suelen ser causadas por un gen mutado conocido como oncogén.
Un ejemplo es el oncogén RAS, que está mutado en alrededor del 30 % de los cánceres humanos. , y se sabe que provoca la pérdida de estructura en el tejido epitelial, un tipo de tejido que se encuentra cubriendo cualquier parte del cuerpo expuesta al mundo exterior y que recubre el exterior de los órganos.
De hecho, es el tejido epitelial el que produce las formas más agresivas de cáncer: los carcinomas. La evidencia reciente sugiere que la física de los tejidos desempeña un papel principal en el cambio de la estructura del tejido epitelial una vez que se activa el oncogén RAS.
Nueva perspectiva
Un nuevo estudio dirigido por Vito Conte, del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y TU/e, ha proporcionado información clave sobre cómo la física tisular controla la expresión del oncogén RAS y la consiguiente pérdida de estructura tisular durante las primeras etapas del crecimiento tumoral.
«Hemos conocido durante algún tiempo que el cáncer altera la física de los tejidos», dice Conte. «Ahora estamos entendiendo gradualmente que la física de los tejidos también retroalimenta la progresión del cáncer. Este intercambio abre nuevas formas de mejorar las terapias actuales, o incluso crear otras nuevas, como la mecanoterapia».
Retracción de un epitelio transformado por RAS de plana a masa cancerosa. Crédito: Vito Conte Lab
Comenzando con una hoja de células normales
Para mantener la estructura y la funcionalidad del tejido, las células epiteliales trabajan juntas de manera altamente coordinada. La descomposición de la estructura del tejido es un fuerte indicador de tumores en el tejido epitelial, que representan hasta el 90 % de todos los cánceres.
Conte y su equipo internacional de investigadores buscaron investigar cómo la física está involucrada en este proceso. cuando el oncogén RAS se activa en una sola capa de células epiteliales. «Es difícil identificar cambios mecánicos a nivel celular directamente en el cuerpo humano. Por lo tanto, nuestro principal desafío fue desarrollar una forma de cultivar tejido humano normal en el laboratorio y luego monitorear en tiempo real la estructura y la mecánica de los tumores en estos tejidos. cuando activamos el oncogén RAS».
Transformación de 2d a 3d
Los investigadores cultivaron láminas 2D de células epiteliales en el laboratorio y activaron el oncogén RAS en muestras seleccionadas. En solo 24 horas, se observaron inestabilidades estructurales y mecánicas debidas al desequilibrio de las fuerzas intercelulares en las muestras.
En menos de 48 horas, el tejido activado por RAS se había transformado en una masa 3D, indicativa de la inicio del crecimiento tumoral. Por otro lado, las muestras de epitelio no transformadas mantuvieron su estructura de control 2D.
Una inspección más cercana de las muestras con el oncogén RAS activado reveló que las células primero se separaron en dos capas discretas, que prepararon todo el tejido. por pérdida de organización y la subsiguiente formación de una masa cancerosa 3D. Los investigadores respaldaron sus hallazgos experimentales al modelar los datos en una simulación por computadora.
Mecanoterapias futuras
«Si entendemos por qué y cómo ocurre este cambio de estructura 2D a 3D, es Es posible que los cambios físicos de este tipo puedan usarse como indicadores de carcinogénesis en el futuro, que luego podrían ser objeto de mecanoterapias», señala Conte.
«La evidencia experimental que respalda la naturaleza mecánica del cáncer es se está volviendo abrumador y el escepticismo del pasado se ha desvanecido un poco», dice Conte. «Sin embargo, todavía tenemos trabajo por hacer para convencer completamente a la comunidad de investigación del cáncer (y a los consejos de investigación que financian nuestra investigación) de que se necesita un enfoque más inclusivo para estudiar el cáncer: un enfoque que combine la mecánica junto con la bioquímica, la inmunología y la biología molecular. .»
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Los investigadores arrojan nueva luz sobre la regulación mecánica de la homeostasis del tejido epitelial Más información: Agata Nyga et al, Oncogenic RAS instruye la transformación morfológica del epitelio humano a través de la mecánica diferencial del tejido, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg6467 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Eindhoven Cita: La física de tejidos juega un papel clave en el crecimiento tumoral (2021, 9 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-tissue-physics-key-role-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.