Notícies Notícies

Torna a la pàgina principal
Vés enrere

Defineixen el mecanisme molecular que impulsa el pas inicial de la metàstasi tumoral

Defineixen el mecanisme molecular que impulsa el pas inicial de la metàstasi tumoral

Un equip internacional de científics ha definit el mecanisme molecular que impulsa l'entrada de cèl·lules tumorals als vasos sanguinis i/o limfàtics, un procés anomenat intravasació. Comprendre com les cèl·lules tumorals escapen del tumor primari i entren a la vasculatura és un pas clau per a identificar la malignitat del tumor i dissenyar estratègies de tractament de la malaltia.

12.07.2021

Imatge inicial

Una nova recerca realitzada a les Universitats Johns Hopkins (EUA), Alberta (Canadà) i Pompeu Fabra ha definit el mecanisme molecular que impulsa el pas inicial de la metàstasi tumoral –la intravasació– l'entrada de cèl·lules tumorals als vasos sanguinis i/o limfàtics.

La progressió metastàsica és, amb molt, l'aspecte més letal del càncer, i és responsable del 90% de les morts totals relacionades amb aquesta malaltia. La metàstasi és la disseminació de cèl·lules tumorals a òrgans distants del tumor inicial o primari i implica el transport de cèl·lules neoplàsiques a través de la vasculatura en el nostre cos. Per tant, comprendre com les cèl·lules tumorals escapen del tumor primari i entren a la vasculatura (un procés denominat intravasació) és un pas clau per a identificar la malignitat del tumor i dissenyar estratègies de tractament de la malaltia.

La capacitat de la cèl·lula per a adquirir propietats mecàniques específiques per fer front als entorns canviants determina les seves capacitats metastàsiques i la malignitat dels tumors.

Durant el viatge d'una cèl·lula tumoral des de la seva ubicació primària fins a una metàstasi distant, ha d'enfrontar-se a diversos i canviants estressos mecànics externs que desafien la seva supervivència i progressió. La capacitat de la cèl·lula per a adquirir propietats mecàniques específiques per a fer front als entorns canviants, juntament amb altres senyals químics i genètics, determinarà les capacitats metastàsiques i, sovint, la malignitat dels tumors.

Els laboratoris del Dr. Konstantinos Konstantopoulus en la Universitat Johns Hopkins i el Dr. Miguel A. Valverde a la Universitat Pompeu Fabra (UPF) han estat col·laborant durant els últims 6 anys per a trobar molts dels mecanismes que utilitzen les cèl·lules canceroses per a adaptar-se a diferents tensions mecàniques i entorns per a continuar desplaçant-se. Al seu nou estudi publicat a Science Advances, l'equip també va unir forces amb el laboratori del Dr. John Lewis (Canadà) per a respondre una pregunta de suma importància en el càncer: quins factors determinen la intravasació d'una cèl·lula tumoral?

Els investigadors han estudiat el moviment cel·lular a través de bastides 3D realitzades mitjançant bioenginyeria que imposen un confinament controlat de les cèl·lules, que s'assembla a les vies que les cèl·lules normalment han de seguir al nostre cos. Al mateix temps, van prendre imatges dels fluxos d'ions i van registrar l'activitat elèctrica cel·lular que controla les respostes adaptatives cel·lulars, tasques en les quals la contribució de la Dra. Selma A. Serra i Julia Carrillo del Laboratori de Fisiologia Molecular de la UPF ha estat essencial.

“L'escenari al qual s'enfronta una cèl·lula que vol moure's d'una part del cos a una altra utilitzant els vasos sanguinis o limfàtics és com l'escenari que experimenten les persones que practiquen rafting en un riu agitat. Els amants d'aquests esports d'aventura saben que els ràpids d'aigua no són el millor lloc per a llançar-se a l'aigua. En canvi, les aigües tranquil·les són més favorables perquè tota la tripulació pugi a bord i comenci a navegar sense marejar-se”, diu Miguel A. Valverde. De manera similar, se sabia que la intravasació cel·lular ocorre preferentment en regions de flux de líquid reduït -amb baix estrès mecànic- perquè el flux de líquid baix facilita la supervivència de les cèl·lules tumorals a la circulació. Llavors, una pregunta interessant és: com saben les cèl·lules si hi ha un flux de líquid alt o baix quan treuen el cap al vas sanguini?

Per a determinar com les cèl·lules responen al flux de líquid quan entren a un vas, els investigadors van modelar la transició de la migració a la intravasació utilitzant un dispositiu de microfluids on les cèl·lules es mouen dins de túnels longitudinals que s'obren a una cambra ortogonal en la qual es controla el flux de líquid. En els seus estudis, els investigadors van analitzar la contribució de diferents canals iònics, proteïnes que es troben en la membrana plasmàtica, que s'especialitzen en respostes ràpides als canvis en les condicions físiques del medi. Van identificar el sensor molecular de flux de fluid, el canal d'ions TRPM7. Aquest canal s'activa quan la cèl·lula està exposada a un major flux de líquid en el seu entorn i promou l'entrada de calci a les cèl·lules. El calci actua com un senyal per a orquestrar diferents proteïnes a càrrec del “volant” de les cèl·lules. Com a resultat d'aquest procés, les cèl·lules canvien de direcció tornant pel mateix túnel estret en lloc de sortir a l'espai obert, és a dir, eviten les “aigües salvatges del riu”.

Comprendre la intravasació de les cèl·lules tumorals és la clau per a futurs desenvolupaments terapèutics per a bloquejar la propagació de les cèl·lules tumorals des del seu lloc primari, abans de l'inici de la metàstasi.

L'equip de recerca internacional va passar a provar si la quantitat i l'activitat dels canals TRPM7 presents en les cèl·lules tumorals poden ser un element clau per a determinar si una cèl·lula tumoral té una capacitat d’intravasació baixa o alta. Per a aquest propòsit, van dissenyar genèticament cèl·lules tumorals amb quantitats baixes o altes de canal TRPM7 que brillen en verd quan s'exposen a una llum controlada. Usant un potent sistema de microscopi que segueix el moviment d'aquestes cèl·lules dins un embrió de pollastre viu, van poder associar nivells baixos de TRPM7 amb una major intravasació i metàstasi a distància.

Van concloure la seva recerca proposant que les cèl·lules canceroses reprimeixen aquest mecanisme, controlat per TRPM7, per a intravasar i facilitar la metàstasi a distància. Els investigadors també apunten que una millor comprensió sobre la intravasació de cèl·lules tumorals és la clau per a futurs desenvolupaments terapèutics per a bloquejar la propagació de les cèl·lules tumorals des del seu lloc primari, abans de l'inici de la metàstasi. "Necessitarem més desenvolupaments abans de poder portar-ho a l'entorn clínic, però creiem que oferim, per primera vegada, una imatge definitiva del paper de TPRM7 en un pas crucial de la metàstasi tumoral", diu Konstantopoulos.

Article de referència:

The fluid shear stress sensor TRPM7 regulates tumor cell intravasation. Christopher L. Yankaskas, Kaustav Bera, Konstantin Stoletov, Selma A. Serra, Julia Carrillo-Garcia, Soontorn Tuntithavornwat, Panagiotis Mistriotis, John D. Lewis, Miguel A. Valverde, Konstantinos Konstantopoulos. Science Advances 7 : eabh3457 9 July 2021.

Finançament:

Finançat pels Instituts Nacionals de Salut (EUA), Alberta Cancer Foundation (Canadà), Ministeri d'Economia i Competitivitat, el Programa “María de Maeztu” per a Unitats d'Excel·lència (Espanya) i fons FEDER.

Multimèdia

Multimedia

Multimedia

Categories:

Per a més informació

Para más información

For more information

Notícia publicada per:

Noticia publicada por:

News published by:

Unitat de Comunicació i Projecció Institucionals

Unidad de Comunicación y Proyección Institucionales

Institutional Communication and Promotion Unit