¿Qué tienen en común las células de cáncer metastásicas y un tiburón hambriento?

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Cuando a los animales depredadores les escasea el alimento, maximizan sus posibilidades de éxito adoptando un patrón de movimiento especial, que está compuesto por muchos pasos pequeños intercalados con pasos poco frecuentes pero largos hacia nuevos cotos de caza. A esta coreografía se le llama "caminatas de Lévy" y se han estudiado durante décadas en las actividades de caza de muchos mamíferos, aves o tiburones. Y ahora también en células inmunes en busca de células infectadas. Investigadores del IBS Center for Soft and Living Matter, dentro del Instituto de Ciencias Básicas (SII) en Corea del Sur, y varios institutos colaboradores en Estados Unidos, Países Bajos y Polonia han descubierto que cuando las células cancerosas se vuelven invasivas (metastásicas), comienzan comportarse de manera "depredadora".

Las células cancerosas metastásicas difieren de sus contrapartes no metastásicas no solo en su genética, sino también en su estrategia de movimiento: se propagan más rápidamente y son más direccionales que las células cancerosas no invasivas. Publicado en Nature Communications, este es el primer estudio que clarifica sus patrones de navegación.

El equipo utilizó células de cáncer de próstata, mama y piel en estado metastásico y no metastásico, las introdujo en microtitulación lineal y midió el tamaño de los pasos de las células y los puntos de inflexión hasta 16 horas. Además, los científicos rastrearon las trayectorias de las células individuales del melanoma directamente dentro de la piel viva del ratón, a una profundidad de 600 micrómetros. En todos los casos, las células metastásicas se movieron de acuerdo con la caminata de Lévy, mientras que las células cancerosas no metastásicas tomaron solo pasos pequeños, un patrón conocido como movimiento difusivo.

Reprogramar a las células metastásicas

En animales, se cree que la caminata Lévy corresponde a una estrategia de búsqueda óptima para recursos distribuidos de forma aleatoria y escasa. Aunque actualmente no está claro por qué las células metastásicas realizan tales movimientos depredadores, una hipótesis es así logran encontrar lugares adecuados donde sembrar tumores secundarios mortales. 

Los investigadores podrían reprogramar la caminata Lévy de la célula metastásica: usando inhibidores químicos específicos o ARN interferente corto (ARNip), los científicos bloquearon proteínas seleccionadas involucradas en la estructuración del esqueleto celular y las protuberancias; estos experimentos cambiaron el regreso de Lévy a movimientos unidireccionales o migraciones difusivas. Sin embargo, advierten que estos resultados aún no tienen incidencia clínica y que se debe realizar más trabajo, tanto experimental como teórico, para comprender completamente estos fenómenos.

Este trabajo utilizó una amplia variedad de técnicas espectroscópicas, desde microscopios ópticos y confocales para cuantificar los movimientos celulares ex vivo (en micropatrones modificados químicamente o en geles que imitan tejidos) hasta llegar a los dos fotones intravitales más avanzados. Microscopios capaces de rastrear células individuales que migran de tumores implantados en animales vivos.

"Este estudio es bastante indicativo de la complejidad técnica de la biología celular moderna para comprender el cáncer. Considerando todos los microscopios, las técnicas de ARN para modificar la dinámica celular y la física estadística involucrada, uno comienza a ver cuán diverso se ha convertido el conjunto de herramientas de los biólogos celulares modernos", cuenta Kristiana Kandere-Grzybowska, coautora del estudio. "El cáncer es una enfermedad multifacética, y probablemente no sea tan sorprendente que la comprensión de sus manifestaciones requiera enfoques interdisciplinarios. Sin embargo, lo sorprendente es la astucia que pueden tener estas células metastásicas al navegar por el cuerpo", concluye. 

Beatriz de Vera

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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