Solteros o pares en células cancerosas: el papel del receptor CXCR4

Dos células de riñón embrionario humano que expresan el receptor CXCR4 (en amarillo oscuro). Crédito: Paolo Annibale, Ali Isbilir, MDC

Todo suena similar a un evento de baile, pero ¿aquí bailan solteros o parejas? Esta era la pregunta que intentaban responder Ali Isbilir y el Dr. Paolo Annibale del Centro Max Delbrck de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz (MDC). Sin embargo, su investigación no involucró un salón de baile, sino la membrana celular. La pregunta detrás de su investigación: ¿un receptor de proteína en particular en la superficie del cáncer y las células inmunitarias aparece solo o se conecta en pares?

El receptor se llama CXCR4, el tema de un acalorado debate entre los expertos en los últimos años debido a su misterioso estado civil. ¿Aparece solo o en pares en la membrana celular? ¿Y qué hace la diferencia? El equipo de investigación del Laboratorio de Señalización de Receptores del MDC ha resuelto por primera vez el enigma de su estado civil. Sus hallazgos se publicaron recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

CXCR4 es un receptor importante en células inmunitarias y cancerosas

«Cuando CXCR4 se encuentra en grandes números en las células cancerosas, también asegura que puedan migrar, sentando así las bases para la metástasis», dice el autor principal Isbilir. Se sabe que las metástasis son difíciles de tratar; algunos pacientes mueren como resultado de estos tumores secundarios.

CXCR4 también está involucrado en inflamaciones. El centro de inflamación libera sustancias mensajeras de la clase de quimiocinas. En los ganglios linfáticos, las quimiocinas aseguran que las células inmunitarias formen muchos receptores CXCR4 en su membrana. Con la ayuda de estos receptores, las células inmunitarias pueden localizar el centro de la inflamación y migrar hacia él. El nombre CXCR, que significa receptor de quimiocinas, también se refiere a esta capacidad. “Dichos receptores son las estructuras diana más importantes en la investigación farmacéutica”, destaca el profesor Martin Lohse, último autor del estudio. «Aproximadamente un tercio de todos los medicamentos se dirigen a esta clase de receptores».

Si tales receptores están presentes como pares o solos, no solo es fundamental para la investigación básica, sino también para la industria farmacéutica. Usando nuevos métodos de microscopía óptica, el equipo ahora ha podido responder a esta pregunta por primera vez. Aparentemente, CXCR4 quiere permanecer evasivo, se presenta temporalmente en pares (como un dímero transitorio), pero también solo (como un monómero). El equipo descubrió que el estado de la relación depende en gran medida de cuántos receptores CXCR4 se encuentran en una célula. Si la superficie celular está densamente ocupada, se forman más pares. Si solo están presentes unos pocos receptores, lo más frecuente es que aparezcan solos. Al mismo tiempo, los investigadores pudieron demostrar que ciertos medicamentos que actúan como bloqueadores de CXCR4 pueden suprimir la formación de pares. «Se supone que los pares CXCR4 afectan negativamente a la salud. Podemos utilizar nuestros nuevos métodos microscópicos para comprobar si esto es realmente así», explica Lohse.

Pares fluorescentes y sencillos

Los científicos combinaron dos métodos recientes de microscopía óptica: utilizando la microscopía de una sola molécula, pudieron determinar el estado de relación de los receptores CXCR4 individuales en la superficie de las células vivas. La espectroscopia de fluctuación de fluorescencia también permitió medir el estado civil en células que tenían una gran cantidad de receptores. La característica especial aquí: para hacer esto, los investigadores tuvieron que desarrollar un método para marcar de manera eficiente todos los receptores. También tuvieron que desarrollar una estrategia de microscopía de alta sensibilidad con la que pudieran ver moléculas individuales y su oligomerización. El equipo presentará pronto los nuevos métodos en un informe en la revista «Nature Protocols».

«Lo emocionante es que ahora podemos usar estos métodos de fluorescencia para estudiar células cancerosas vivas. Podemos averiguar si CXCR4 está presente en parejas o solo», dice Annibale, quien es codirectora del Laboratorio de Señalización de Receptores y también última autora del estudio en «Nature Protocols». «Y luego podemos aplicar bloqueadores de CXCR4 a individuos y parejas y probar cuáles son más efectivos contra los tumores. Con suerte, esto conducirá a medicamentos contra el cáncer más específicos con menos efectos secundarios».

Hoy en día, los patólogos también están examinando las propiedades. de las células cancerosas de los pacientes en detalle. Esto permite diseñar terapias contra el cáncer de la forma más personalizada y eficaz posible. Annibale espera que el enfoque pueda usarse ahora para evaluar los efectos de diferentes fármacos sobre la función de este y otros receptores similares. Esto podría ser útil para diseñar nuevas terapias para el cáncer de mama o de pulmón, por ejemplo.

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En la foto juntos por primera vez: una quimiocina y su receptor Más información: Ali Ibilir et al, Microscopía de fluorescencia avanzada revela la interrupción de la dimerización dinámica de CXCR4 por la inversa específica de subbolsillo agonistas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2020). DOI: 10.1073/pnas.2013319117 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por Max Delbrck Center for Molecular Medicine Cita: Singles or pairs in cancer células: El papel del receptor CXCR4 (29 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-singles-pairs-cancer-cells-role.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.