Científicos rastrean el origen de las células cancerosas

Los hallazgos, publicados en la revista `Science`, revelan lo que falla cuando un grupo de moléculas y enzimas desencadenan y regulan lo que se conoce como ciclo celular, el proceso repetitivo de creación de nuevas células a partir de su material genético.

Los investigadores sugieren que estos hallazgos podrían utilizarse para desarrollar terapias que paren las interrupciones del ciclo celular y podrían detener el crecimiento de los cánceres.

Para replicarse, las células siguen una rutina ordenada que comienza con la realización de una copia de todo su genoma, seguida de la separación de las copias del genoma y, por último, la división uniforme del ADN replicado en dos células hijas.

Las células humanas tienen 23 pares de cada cromosoma -la mitad procedentes de la madre y la otra mitad del padre, incluidos los cromosomas sexuales X e Y- o 46 en total, pero se sabe que las células cancerosas pasan por un estado intermedio que tiene el doble de ese número: 92 cromosomas. Cómo ocurre esto era un misterio.

"Una pregunta permanente entre los científicos del campo oncológico es: ¿Cómo se estropean tanto los genomas de las células cancerosas?", ha afirmado el profesor asociado de biología molecular y genética en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, Sergi Regot.

"Nuestro estudio desafía los conocimientos fundamentales del ciclo celular y nos hace reevaluar nuestras ideas sobre cómo se regula el ciclo", ha añadido Regot.

En este sentido, el investigador afirma que las células que sufren estrés tras copiar el genoma pueden entrar en una fase latente, o senescente, y correr por error el riesgo de volver a copiar su genoma.

Por lo general y con el tiempo, estas células inactivas son barridas por el sistema inmunitario tras reconocerlas como defectuosas. Sin embargo, hay ocasiones, sobre todo a medida que el ser humano envejece, en las que el sistema inmunitario no puede eliminar las células. Si se las deja solas en el cuerpo, las células anormales pueden replicar su genoma de nuevo, barajar los cromosomas en la siguiente división, y comienza un cáncer creciente.

CÉLULAS DE MAMA Y PULMÓN

En un esfuerzo por precisar los detalles de la vía molecular que se desvía del ciclo celular, Regot y el asistente de investigación Connor McKenney, que dirigió el equipo de Johns Hopkins, se centraron en las células humanas que recubren los conductos mamarios y el tejido pulmonar. El motivo: Estas células suelen dividirse a un ritmo más rápido que otras células del cuerpo, lo que aumenta las posibilidades de visualizar el ciclo celular.

El laboratorio de Regot está especializado en la obtención de imágenes de células individuales, lo que lo hace especialmente adecuado para detectar el pequeñísimo porcentaje de células que no entran en la fase latente y siguen replicando su genoma.

Para este nuevo estudio, el equipo analizó miles de imágenes de células individuales a medida que pasaban por la división celular. Los investigadores desarrollaron biosensores brillantes para marcar unas enzimas celulares llamadas quinasas dependientes de ciclinas (CDK), conocidas por su papel en la regulación del ciclo celular.

Observaron que varias CDK se activaban en distintos momentos del ciclo celular. Tras exponer las células a un factor de estrés ambiental, como un fármaco que interrumpe la producción de proteínas, la radiación UV o el denominado estrés osmótico (un cambio repentino en la presión del agua alrededor de las células), los investigadores observaron que la actividad de las CDK 4 y CDK 6 disminuía.

Luego, entre cinco y seis horas más tarde, cuando las células empezaron a prepararse para dividirse, la CDK 2 también se inhibió. En ese momento, se activó un complejo proteico denominado complejo promotor de la anafase (APC) durante la fase justo antes de que la célula se separe y se divida, un paso denominado mitosis.

"En el entorno estresado del estudio, la activación del APC se produjo antes de la mitosis, cuando normalmente se sabe que sólo se activa durante la mitosis", afirma Regot.

Alrededor del 90 por ciento de las células mamarias y pulmonares abandonan el ciclo celular y entran en un estado de reposo cuando se exponen a cualquier factor de estrés ambiental.

En sus células experimentales, no todas las células se quedaron quietas. El equipo de investigación observó cómo entre el 5 y el 10 por ciento de las células de mama y pulmón volvían al ciclo celular, dividiendo de nuevo sus cromosomas.

Mediante otra serie de experimentos, el equipo relacionó un aumento de la actividad de las llamadas proteínas quinasas activadas por estrés con el pequeño porcentaje de células que eluden la fase de quietud y siguen duplicando su genoma.

Regot afirma que hay ensayos clínicos en curso que prueban agentes que dañan el ADN con fármacos que bloquean las CDK. "Es posible que la combinación de fármacos impulse a algunas células cancerosas a duplicar su genoma y generar la heterogeneidad que, en última instancia, confiere resistencia a los fármacos", señala Regot.

"Es posible que haya fármacos que puedan bloquear la activación de APC antes de la mitosis para evitar que las células cancerosas repliquen su genoma dos veces y prevenir la progresión de la fase tumoral", ha finalizado Regot.