Todos los cánceres son el resultado de células que se han vuelto locas, multiplicándose fuera de control y expandiéndose más allá de sus limitaciones normales. Pero no todos los tumores son iguales: por razones que aún no se conocen bien, es más probable que algunos se vuelvan agresivos y hagan metástasis en otras partes del cuerpo.
Una nueva investigación destaca un aspecto pasado por alto durante mucho tiempo de cómo y por qué algunos tumores se vuelven más peligrosos que otros. Un equipo dirigido por Elaine Fuchs de Rockefeller descubrió que las propiedades mecánicas de los elementos del tejido que rodean las células tumorales premalignas dan forma poderosa al desarrollo de dos de las formas más comunes de cáncer de piel, haciendo que una se vuelva mucho más agresiva e invasiva que la otra.
El trabajo, publicado recientemente enNaturalezaeventualmente puede ayudar a los médicos a predecir cómo evolucionará un tumor en particular y podría conducir a nuevas terapias contra el cáncer.
No es tan simple
Los investigadores se centraron en dos tipos de tumores que se originan dentro de las células madre de la piel conocidas como células madre epidérmicas: carcinomas de células basales y de células escamosas, el último de los cuales tiende a ser mucho más agresivo y peligroso que el otro. Los dos tipos de tumores también poseen estructuras y apariencias muy distintivas: los carcinomas de células basales se originan como grupos de células similares a brotes, mientras que los carcinomas de células escamosas comienzan como pequeños pliegues en el tejido de la piel.
Dirigido por el becario postdoctoral Vince Fiore en el laboratorio de Elaine Fuchs, el equipo indujo cada tipo de tumor en dos grupos diferentes de ratones modificados genéticamente y luego midió sus propiedades físicas y las del tejido circundante. En colaboración con investigadores de la Universidad de Princeton, también construyeron modelos informáticos de la epidermis que simulaban con precisión cómo surgían los tumores y adquirían sus formas características.
Investigaciones anteriores habían demostrado que en tejidos simples de una sola capa, como los que se encuentran en el intestino, los tumores se desarrollan y cambian de forma en gran medida en respuesta a la rápida proliferación de células cancerosas y las fuerzas que ejercen cuando las células se empujan y tiran unas de otras. Pero las simulaciones por computadora del equipo mostraron que estos factores no pueden generar las formas y estructuras distintivas de los carcinomas de células basales y escamosas que se forman dentro de tejidos más complejos y de múltiples capas como la epidermis, una sugerencia que fue confirmada por experimentos en ratones.
Entonces, el equipo se dispuso a buscar otros culpables que de hecho pudieran producir los dos tipos de tumores distintos.
Una roca y un lugar duro
Al analizar las diferencias en la expresión génica entre los dos tipos de tumores, Fiore y sus colegas identificaron un conjunto de genes que juegan un papel fundamental en el establecimiento de las propiedades físicas de la membrana basal, una capa delgada y densa de proteínas entrelazadas secretadas por las células madre de la epidermis y sus tumores en desarrollo. “La membrana basal actúa como una especie de piso que separa el tumor del tejido circundante”, explica Fiore.
Los modelos informáticos predijeron que el ablandamiento de la membrana basal o el aumento de la velocidad a la que se ensambla generarían los brotes característicos de los carcinomas de células basales. Por otro lado, endurecer la membrana o ralentizar su velocidad de ensamblaje provocaría el plegamiento asociado con los carcinomas de células escamosas.
Para probar esas predicciones, los investigadores manipularon la expresión de los genes en sus animales de laboratorio, alterando la rigidez y la tasa de ensamblaje de la membrana basal de varias maneras. Las simulaciones demostraron ser correctas: cambiar las propiedades mecánicas de la membrana basal influyó tanto en la forma como en el comportamiento de los carcinomas de células basales y escamosas.
“En cada caso, sucedió lo que predijimos que sucedería”, dice Fiore.
Sin embargo, otros experimentos revelaron que los carcinomas de células basales y de células escamosas no solo están formados por las propiedades físicas del piso debajo de sus pies. Su estructura y comportamiento también están influenciados por la rigidez del techo sobre sus cabezas: las capas de las llamadas células suprabasales que se encuentran directamente sobre ellas.
Los carcinomas de células escamosas se caracterizan por un techo suprabasal relativamente rígido, lo que hace que sea más probable que los tumores eventualmente atraviesen el piso de la membrana basal, escapen a capas más profundas de la piel y finalmente se diseminen por todo el cuerpo. Los carcinomas de células basales, cuyo techo suprabasal es menos rígido, tienen más probabilidades de permanecer en su lugar, lo que los vuelve más benignos.
“Debido a que las células madre epidérmicas producen tanto la membrana basal como las células suprabasales suprayacentes, controlan la arquitectura del tejido”, dice Fuchs, profesora Rebecca C. Lancefield de Rockefeller. “Sin embargo, a medida que las células madre adquieren mutaciones inductoras de cáncer que cambian su programa de expresión génica, comienzan a perder el control de las propiedades mecánicas necesarias para mantener el tejido sano y en forma”.
Al identificar algunos de los genes que dan forma al desarrollo del tumor, la investigación algún día podría ayudar a los médicos a predecir si es probable que un tumor en particular se vuelva peligrosamente agresivo y proporcionar objetivos para los medicamentos que podrían evitar que eso suceda.
“Con estos principios en mente, puede comenzar a comprender cómo los tumores se vuelven malignos y luego usar ese conocimiento para realizar una evaluación de riesgos o desarrollar nuevas terapias”, dice Fiore.
La publicación Blog de manejo del dolor de Emed apareció por primera vez en Pain Clinic | El manejo del dolor.