MADRID, 20 Feb. (EUROPA PRESS) -
Científicos de la Universidad de Nueva York (Estados Unidos) han descubierto que las células cancerosas cooperan para sobrevivir en condiciones difíciles; los investigadores esperan que sus hallazgos ayuden a fundamentar los tratamientos contra el cáncer que se centran en la cooperación entre las células cancerosas.
"Identificamos interacciones cooperativas entre células cancerosas que les permiten proliferar. Pensar en los mecanismos que explotan las células tumorales puede informar futuras terapias", comenta Carlos Carmona-Fontaine , profesor asociado de biología en la Universidad de Nueva York (Estados Unidos) y autor principal del estudio que se publica en 'Nature'.
Las células cancerosas trabajan juntas para obtener nutrientes de su entorno, un proceso cooperativo que anteriormente los científicos pasaban por alto, pero que puede ser un objetivo prometedor para el tratamiento del cáncer. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las células cancerosas compiten entre sí por los nutrientes y otros recursos.
Con el tiempo, un tumor se vuelve cada vez más agresivo a medida que las células cancerosas más fuertes dominan en él. Sin embargo, los ecólogos también saben que los organismos vivos cooperan, sobre todo en condiciones adversas.
Para determinar si las células cancerosas cooperan, los investigadores rastrearon el crecimiento de células de diferentes tipos de tumores. Utilizando un microscopio robótico y un software de análisis de imágenes que desarrollaron, contaron rápidamente millones de células en cientos de condiciones a lo largo del tiempo. Este enfoque les permitió examinar cultivos tumorales en una variedad de densidades, desde placas escasamente pobladas hasta placas repletas de células cancerosas, y con diferentes niveles de nutrientes en el entorno.
Es bien sabido que las células absorben aminoácidos de manera competitiva, pero cuando las células cancerosas estudiadas se vieron privadas de aminoácidos como la glutamina, todos los tipos de células examinadas mostraron una fuerte necesidad de trabajar juntas para adquirir los nutrientes disponibles.
"Sorprendentemente, observamos que la limitación de aminoácidos beneficiaba a las poblaciones celulares más grandes, pero no a las escasas, lo que sugiere que se trata de un proceso cooperativo que depende de la densidad de población", aclara Carmona-Fontaine. "Quedó muy claro que había una verdadera cooperación entre las células tumorales".
A través de experimentos adicionales con células de cáncer de piel, mama y pulmón, los investigadores determinaron que una fuente clave de nutrientes para las células cancerosas proviene de oligopéptidos (fragmentos de proteínas compuestos de pequeñas cadenas de aminoácidos) que se encuentran fuera de la célula.
"Este proceso se vuelve cooperativo porque, en lugar de tomar estos péptidos e ingerirlos internamente, descubrimos que las células tumorales secretan una enzima especializada que digiere estos péptidos y los convierte en aminoácidos libres", explica Carmona-Fontaine. "Como este proceso ocurre fuera de las células, el resultado es un conjunto compartido de aminoácidos que se convierte en un bien común".
Un descubrimiento importante fue la determinación de la enzima secretada por las células cancerosas, llamada CNDP2. Los investigadores identificaron la enzima probando diferentes fármacos para ver si impedían que las células tumorales digirieran oligopéptidos para convertirlos en aminoácidos libres. Cuando se aplicó el fármaco bestatina a las células cancerosas, inhibiendo la función de la CNDP2, las células no pudieron alimentarse de oligopéptidos y se extinguieron.
Ahora que los investigadores sabían que CNDP2 era un factor detrás del proceso cooperativo que alimenta a las células cancerosas, podían probar qué sucede cuando falta la enzima.
Los investigadores utilizaron la tecnología de edición genética CRISPR para eliminar (o "knock out") el gen Cndp2 (que produce la enzima CNDP2) en las células tumorales. Luego, observaron cómo estas células formaban tumores en ratones y compararon su crecimiento con el de tumores formados por células idénticas que aún portaban el gen Cndp2.
El crecimiento de los tumores knock out se redujo significativamente, una diferencia que fue aún más pronunciada cuando la eliminación de Cndp2 se combinó con la restricción del acceso del tumor a los aminoácidos mediante dietas bajas en estos nutrientes. También pudieron reducir el crecimiento de tumores con CNDP2 normal combinando estas dietas con bestatina, una combinación que podría ayudar en la clínica.
"Como hemos eliminado su capacidad de secretar la enzima y de utilizar los oligopéptidos de su entorno, las células sin CNDP2 ya no pueden cooperar, lo que impide el crecimiento del tumor", afirma Carmona-Fontaine. "La competencia sigue siendo fundamental para la evolución del tumor y la progresión del cáncer, pero nuestro estudio sugiere que las interacciones cooperativas dentro de los tumores también son importantes".
