La invasió i la metàstasi són característiques que determinen que un càncer que creix localment es transformi en un procés sistèmic que pugui posar en perill la vida del pacient. La metàstasi en cervell és freqüent en el càncer de mama i una de les causes més comunes de les morts per càncer. Per arribar fins al cervell, les cèl·lules del càncer de mama han de migrar des del tumor on es van originar, entrar al torrent sanguini i creuar una altra barrera que protegeix de forma especial el cervell, de manera que la majoria d'elles mor abans de implantar-se a el cervell.

Els canals mecanosensibles al capdavant de la invasió i metàstasi tumorals

Tots i cada un d'aquests passos impliquen alteracions mecàniques a les cèl·lules tumorals. Han de modificar la seva forma i rebregar-se per avançar pels reduïts espais disponibles, com fa un pop per amagar-se en llocs inversemblants. També han d'alliberar unes proteïnes que, a mode de trepant químic, els permeten desfer les barreres que es presenten al llarg del seu recorregut. I finalment, en el cas de les cèl·lules del càncer de mama que metastatitzen en cervell, necessiten unes proteïnes, les serpines, que anul·len les defenses naturals del cervell, permetent el creixement del tumor en la seva nova localització.

Investigadors del Laboratori de Fisiologia Molecular del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (CEXS) de la UPF, liderat per Miguel Àngel Valverde, han identificat que un nivell baix de la cadena Piezo2 dificulta la secreció de serpinas, la invasió i la proliferació; mentre que un nivell alt les afavoreix. La investigació es publica aquesta setmana a la revista Proceedings of the National Academy of Sciences i compta amb la participació d'investigadors de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i de les Universitats de Grenoble (França) i Johns Hopkins (EUA).

Nivells alts de la cadena Piezo2 afavoreixen la invasió i supervivència de cèl·lules metastàsiques

"El nostre objectiu inicial era esbrinar de què depèn que les cèl·lules del càncer de mama que produeixen metàstasi al cervell alliberin les serpinas, perquè aquestes s'anul·lin les defenses del cervell", explica Carlos Pardo-Pastor, investigador en formació del Laboratori de Fisiologia Molecular de la UPF i primer signant de l'article. "Durant el recorregut d'una cèl·lula metastàsica, aquesta s'ha d'adaptar a nombrosos canvis en les propietats físiques i mecàniques del seu entorn. Per tant, postulem que els canals iònics que detecten canvis mecànics i osmòtics en les cèl·lules poden ser rellevants per a la metàstasi", afegeix Miquel Àngel Valverde.

El treball, realitzat amb cultius cel·lulars de càncer de mama, va analitzar la presència de nombrosos canals iònics que poguessin servir per explorar l'entorn físic de les cèl·lules i va descobrir que les cèl·lules de càncer de mama que específicament metastatitzen en cervell presenten uns nivells més elevats del canal Piezo2 que les cèl·lules que no presenten predilecció per aquest lloc de metàstasi.

Els canals iònics són portes selectives a través de les quals els ions entren i surten de la cèl·lula. En el cas dels canals Piezo, la seva obertura permet el flux de calci quan la cèl·lula detecta canvis en la rigidesa de l'entorn o quan aquesta travessa espais excessivament estrets (conegut com confinament cel·lular). Segons detalla l'estudi, aquest senyal de calci, al seu torn, desencadena una àmplia gamma de respostes que van des de l'organització de l'estructura esquelètica cel·lular a l'activació de factors que controlen l'expressió de gens necessaris per mantenir la proliferació cel·lular, la secreció de serpinas i la generació d'unes estructures conegudes com invadosomas, necessàries per perforar la matriu extracel·lular i permetre el pas de les cèl·lules.

El descobriment podria convertir aquests canals en l'objectiu de nous fàrmacs que disminueixin el risc de metàstasi

La investigació ha estat finançada, entre altres fonts, pel Ministeri d'Economia i Competitivitat, Fons FEDER i el Programa Maria de Maeztu per a les unitats d'excel·lència en investigació i desenvolupament.

Article de referència:

Carlos Pardo-Pastor, Fanny Rubio-Moscardo, Marina Vogel-González, Selma A. Serra, Alexandros Afthinos, Sanela Mrkonjic, Olivier Destaing, Joan F. Abenza, José M. Fernández-Fernández, Xavier Trepat, Corinne Albigés-Rizo, Konstantinos Konstantopoulos, and Miguel A. Valverde. Piezo2 channel regulates RhoA and Actin cytoskeleton to promote cell mechanobiological responses. Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. febrer 2018