Las células cancerosas han demostrado una capacidad notable para responder al estrés mecánico, como lo revela un estudio reciente publicado en la revista Comunicación de la naturaleza. Los investigadores descubrieron que cuando las células cancerosas están comprimidas físicamente, mejoran un aumento de la energía que ayuda con la recuperación del ADN y sus posibilidades de supervivencia en los entornos densamente empaquetados del cuerpo humano.
Este estudio proporciona información sobre cómo las células cancerosas navegan por los desafíos de su entorno, como moverse a través de micro ambientes tumorales, vasos sanguíneos porosos porosos o sobrevivir al tumulto del torrente sanguíneo. La identificación de este mecanismo defensivo podría allanar el camino para estrategias innovadoras destinadas a inmovilizar las células cancerosas antes de que tengan la oportunidad de metástasis.
Dirigido por un equipo en el Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona, los investigadores utilizaron un microscopio especializado que pudo comprimir las células vivas en solo tres micras de ancho, aproximadamente un diámetro de un cabello humano. El experimento reveló que en unos pocos segundos después de ser presionado, las mitocondrias en las células cancerosas HeLa se apresuran a la superficie nuclear, que libera ATP adicional, la fuente de energía primaria de la célula.
La Dra. Sara Sdelci, una de las autores cop-girador del estudio, señaló sobre las implicaciones de estos hallazgos: «Nos obliga a reconsiderar el papel de las mitocondrias en el cuerpo humano. No son baterías estáticas, sino más bien como los primeros en los agentes que pueden ser arrestados en emergencias». El estudio señaló que durante esta reacción, las mitocondrias formaron un halo alrededor del núcleo, lo que hace que chateara hacia adentro. Este fenómeno se observó en el 84 por ciento de las células HeLa limitadas, en contraste con prácticamente NO en células no comprimidas, como resultado de las cuales los investigadores han marcado estas estructuras como «NAM», o mitocondrias asociadas al núcleo.
Para investigar más a fondo el papel de Nam, los investigadores utilizaron un sensor fluorescente que fue diseñado para activarse en presencia de ATP que invade el núcleo. Dentro de los tres segundos posteriores a la compresión celular, los niveles de ATP aumentaron en alrededor del 60 por ciento, una clara indicación de que las células se adaptan al estrés mecánico y sus procesos metabólicos cambiaron, según el Dr. Fabio Pezzano, co-primero autor del estudio.
Otros experimentos mostraron la importancia crucial de este impulso de potencia. La compresión mecánica coloca el ADN bajo tensión, lo que resulta en roturas y enredos en el material genético. Las células requieren mecanismos de reparación intensivos en energía para abordar dicho daño. Las células prensadas que recibió el ATP adicional podría reparar su ADN en unas pocas horas, mientras que aquellos que no recibieron un impulso no pudieron dejar de compartir correctamente.
Para determinar la relevancia clínica de sus hallazgos, los investigadores analizaron Borsttumorbiopsias de 17 pacientes y descubrieron que los Nam-Halo estaban presentes en el 5.4 por ciento de los núcleos en los dientes tumorales invasivos, en comparación con solo el 1.8 por ciento en el núcleo denso del tumor, lo que indica un triplicado robusto. El Dr. Ritobrata Ghose, otro co-primero autor, señaló la importancia de observar esta firma en muestras de pacientes, lo que subraya su relevancia fuera de los entornos de laboratorio.
Los investigadores también investigaron los mecanismos celulares que hacen posible la respuesta mitocondrial rápida. Descubrieron que los filamentos de actina, los cables de proteínas que son responsables del movimiento muscular, se acumulan alrededor del núcleo, mientras que el retículo endoplásmico ayuda a formar una estructura similar a la red. Juntos, estos componentes capturan los NAM, creando el halo observado.
En particular, cuando los investigadores aplican la latrunculina A, un medicamento conocido por desmontar la actina, la formación de Nam fue perturbada, lo que provocó que el aumento de ATP disminuya. Esta idea sugiere que centrarse en el andamio celular puede combatir la tendencia invasiva de las células metastásicas sin influir en los tejidos sanos.
La Dra. Verena Ruprecht, autora de correspondencia, señaló que las reacciones de estrés mecánico representan una vulnerabilidad subexpuesta en las células cancerosas, lo que puede abrir nuevas rutas terapéuticas. Aunque la investigación se centró en las células cancerosas, los autores enfatizaron que este fenómeno probablemente se encuentra en diferentes contextos biológicos. Empujar células en el sistema inmune por los ganglios linfáticos, las neuronas que expanden sus ramas y células embrionarias que sufren morfogénesis están sujetas a fuerzas físicas similares.
En conclusión, el Dr. Sdelci: «Donde las células están bajo presión, un impulso del impulso de energía nuclear probablemente garantice la integridad del genoma». El estudio significa un cambio transformador en nuestra comprensión del comportamiento celular, que enfatiza una capa de regulación recientemente reconocida en biología celular que puede ser la clave para mejorar el tratamiento del cáncer.
