Durante la última década se ha descubierto que, en una amplia variedad de tumores que originan metástasis tumoral, las células cancerosas son mucho más blandas que las células sanas. Según explican los investigadores, esta propiedad puede estar relacionada con la facilidad con la que se replica una célula tumoral, que puede deformarse y entrar en el torrente sanguíneo a través de poros estrechos e invadir a otros órganos.
Por primera vez, un equipo liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha relacionado los cambios en las propiedades mecánicas, es decir, la rigidez de las células del cáncer de mama, con cambios en su metabolismo, lo que abre la posibilidad de investigar nuevos tratamientos. El objetivo de todo esto es encontrar las rutas bioquímicas involucradas en el metabolismo y la estructura interna de la célula.
La investigación, que llevaron a cabo dichos científicos, se basó en investigar en células de cáncer de mama cuál es el efecto de
eliminar los micronutrientes, incluida la
glucosa, en las propiedades mecánicas. Específicamente mediante el microscopio de fuerzas atómicas, los expertos, cuyo trabajo ha sido publicado en la revista '
Communications Biology', han usado una
sonda que presiona en la célula y mide su grado de deformación, obteniendo la rigidez de cada célula con una resolución sin precedentes. Este sistema permite distinguir con mucha claridad células sanas y tumorales y determinar su capacidad de producir metástasis.
El fenómeno se observó tanto en células sanas como en células cancerosas altamente agresivas que podrían metastatizar. De hecho, mientras que las células sanas almacenan energía en la malla de
actina tisular, una de las proteínas del
citoesqueleto, las células tumorales metastásicas carecen de esta malla y utilizan su energía a través de motores de
miosina para tensar la célula. Como resultado, la miosina se adhiere a las fibras de actina, permitiéndoles moverse rápidamente para invadir otros órganos. Para entenderlo mejor, podemos poner el ejemplo de la tienda de campaña. El citoesqueleto sería algo así como los palos que sujetan una tienda de campaña, y la tela, la membrana celular. La malla de actina serían los palos que van en la tela y proporcionan tensión a la tienda.
De este modo, encontraron que los cambios en las propiedades mecánicas de las células tumorales están íntimamente relacionadas con su metabolismo anormal, pues consumen mucha glucosa en comparación con las células normales, por lo que pueden crecer, sobrevivir y proliferar rápidamente.
El estudio también analizó el efecto de la energía insuficiente en las células cancerosas que formaron el cáncer de mama, pero que no provocaron metástasis. En este caso, la estructura mecánica y la deformabilidad de la célula apenas se ven afectadas. Los investigadores argumentaron que ello significa que estas células tienen un mecanismo muy eficaz y muy económico para mantener el citoesqueleto incluso en condiciones extremas de deficiencia energética.
El citoesqueleto de una célula es una red tridimensional de proteínas que proporciona soporte interno, y es la estructura responsable de las propiedades mecánicas de la célula, es decir, su
rigidez o deformación. En concreto, la malla formada por fibras de actina, una de las proteínas que se encuentra debajo de la membrana celular, es la estructura más determinante.
Esta estructura no es permanente, sino que se desmantela y reconstruye constantemente.
Por lo que los investigadores intentarán descubrir si las células de otros tumores, como el cáncer de pulmón, se comportan de manera similar. Además, seguirán estudiando los sistemas que simulan la estructura tridimensional de los tumores reales.
El
objetivo final es evaluar nuevos fármacos que se dirijan a vías bioquímicas implicadas en el
metabolismo celular y el citoesqueleto.
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