Señales bioeléctricas en metástasis de cáncer de mama estudiadas
Una célula de cáncer de mama en división. Crédito: Instituto Nacional del Cáncer/Instituto del Cáncer de la Universidad de Pittsburgh
La metástasis representa aproximadamente el 90 por ciento de la mortalidad en pacientes con cáncer de mama. Durante las últimas décadas, ha habido un progreso significativo en la comprensión de los mecanismos genéticos, moleculares y de señalización que sustentan la migración de células cancerosas.
Biólogos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) encontraron otro mecanismo que afecta el mantenimiento y la expansión de las células malignas: las señales eléctricas en el microambiente tumoral.
Todas las células pueden generar señales bioeléctricas a través de su membrana plasmática, y por lo tanto existen naturalmente en nuestros cuerpos. El crecimiento del cáncer interfiere con los entornos iónicos, de membrana y epiteliales locales, lo que da como resultado pequeños cambios eléctricos en el microambiente del tumor.
Los campos eléctricos (EF) tienen efectos significativos en la migración de las células cancerosas, pero su función como reguladores del cáncer la progresión y la metástasis es poco conocida.
A pesar de la implementación de tecnologías de detección avanzadas, la prevalencia del cáncer de mama metastásico en el diagnóstico inicial ha permanecido estancada en los Estados Unidos desde 1975.
El LLNL -El equipo de colaboración de la Universidad de California, Davis, utilizó sistemas de sonda únicos para caracterizar las propiedades eléctricas de las células cancerosas y cómo migran bajo un EF. Estudios anteriores mostraron que las características bioeléctricas del tejido canceroso difieren de las del tejido normal y pueden cambiar durante el desarrollo del cáncer.
«Nuestros datos contribuyen a una mejor comprensión de la metástasis del cáncer de mama, proporcionando nuevas pruebas que respaldan un mecanismo eléctrico que contribuye a este fenómeno», dijo la bióloga del LLNL Gaby Loots, coautora principal de un artículo que aparece en Scientific Reports.
En la investigación, se establecieron tumores subcutáneos a partir de una línea celular de cáncer de mama murino triple negativo ( 4T1) y las corrientes eléctricas y las áreas potenciales donde podrían desarrollarse tumores se midieron utilizando sondas vibratorias y microelectrodos de vidrio, respectivamente. Se pudieron detectar corrientes constantes hacia afuera y hacia adentro en diferentes posiciones en la superficie del tumor, y las magnitudes de las corrientes eléctricas en la superficie del tumor se correlacionaron fuertemente con los pesos del tumor.
Las mediciones potenciales también mostraron la no homogeneidad intratumoral. potenciales eléctricos. Luego se inspeccionó la migración de células cancerosas en presencia de EF in vitro. Las células 4T1 parentales y las sublíneas metastásicas en aislamiento mostraron una migración aleatoria en EF de fuerza fisiológica, mientras que las células en monocapa migraron colectivamente al ánodo.
«Durante mucho tiempo, el cáncer se consideró una enfermedad definida e impulsada por la evolución genética, que se asignó a las vías de señalización que regulan el crecimiento o la motilidad celular, pero nuestra investigación muestra que cada vez hay más pruebas de que el mantenimiento y la expansión de las células malignas también dependen en gran medida de las señales externas del microambiente tumoral», dijo Loots.
Debido a las diferencias en el metabolismo y la segregación de iones, las propiedades eléctricas locales cambiaron e indujeron pequeños campos eléctricos de corriente continua de forma natural en los tejidos vivos. Se ha demostrado que se asocia estrechamente con el crecimiento del cáncer y otros procesos biológicos, como la cicatrización de heridas. Por ejemplo, las corrientes/campos eléctricos en las heridas se pueden medir fácilmente y pueden persistir desde horas hasta semanas. De manera similar, el crecimiento del cáncer interfiere con los entornos locales iónicos, de membrana y transepiteliales (tejido membranoso compuesto por una o más capas de células que forman la cubierta de la mayoría de las superficies internas y externas del cuerpo y sus órganos) y, por lo tanto, producen campos eléctricos locales.
Los resultados del equipo revelaron que el tumor generó un campo eléctrico en la superficie del tumor, y los campos eléctricos del tumor aumentan con el tamaño de los tumores.
«Se ha planteado la hipótesis de que la medición del potencial eléctrico en la superficie de la piel del nuevo crecimiento tiene el potencial de proporcionar un índice confiable para el diagnóstico de cáncer de mama y puede ayudar a diferenciar entre crecimientos malignos y benignos», dijo Min Zhao, investigador de UC Davis y autor principal del artículo.
Explorar más
La proteína podría ofrecer una diana terapéutica para la metástasis del cáncer de mama Más información: Kan Zhu et al. Campos eléctricos en el cáncer de mama y la galvanotaxis colectiva de células cancerosas, Informes científicos (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-65566-0 Información de la revista: Informes científicos
Proporcionado por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore Cita: Señales bioeléctricas en metástasis de cáncer de mama estudiadas ( 2020, 19 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-bioelectric-breast-cancer-metastasis.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.