Instalan en células humanas un "circuito" que impide el crecimiento de tumores

Unos investigadores han modificado células agregando en ellas un “circuito genético integrado” que produce una sustancia capaz de inhibir la capacidad que los tumores tienen para sobrevivir y crecer en un entorno con escaso oxígeno, un escenario típico para ellos.

El circuito genético produce la maquinaria molecular necesaria para la producción de un compuesto que inhibe una proteína la cual tiene un papel esencial en el crecimiento y la supervivencia de las células cancerosas. Inhibir dicha proteína hace que dichas células no consigan sobrevivir en el microambiente tumoral de poco oxígeno y escasos nutrientes.

A medida que los tumores crecen y se desarrollan, sobrepasan rápidamente la capacidad de suministro de oxígeno que proporcionan los vasos sanguíneos existentes. Esto hace que las células cancerosas necesiten adaptarse a un entorno bajo en oxígeno.

Para poder sobrevivir, adaptarse y crecer en entornos hipóxicos (con escasez de oxígeno), los tumores contienen niveles crecientes de una proteína llamada HIF-1. La HIF-1 detecta los niveles reducidos de oxígeno y desencadena muchos cambios en la función celular, incluyendo un metabolismo diferente y el envío de señales para la formación de nuevos vasos sanguíneos. Se piensa que, en líneas generales, los tumores secuestran la función de esta proteína (HIF-1) para sobrevivir y crecer.

En un esfuerzo para conocer mejor el papel de la HIF-1 en el cáncer, y para demostrar el potencial de inhibir esta proteína en la terapia contra él, el equipo de Ishna Mistry y Ali Tavassoli, de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, modificó una línea celular humana agregándole un circuito genético que produce la sustancia inhibidora de HIF-1 cuando se halla en un entorno hipóxico.

Imágenes microscópicas de las células modificadas (núcleos en azul) con la proteína HIF-1 (visualizada en rojo). En el recuadro de la izquierda, las células se encuentran en hipoxia pero la HIF-1 sigue activa (puntos rojos). En el recuadro de la derecha, las células también se hallan en hipoxia pero se genera el inhibidor y el resultado es que se inhibe la HIF-1, como se demuestra por la ausencia de puntos rojos. (Foto: University of Southampton)

Los autores del estudio han conseguido mostrar que las células modificadas producen el inhibidor de HIF-1, y que esta molécula se ocupa de inhibir la función de la HIF-1 en las células, limitando su capacidad de sobrevivir y de crecer en un entorno con limitación de nutrientes.

Dicho de modo simple, los investigadores han proporcionado a estas células modificadas la capacidad de contraatacar, al evitar activamente que una proteína clave funcione en las células cancerosas. Esto abre la posibilidad de producir y utilizar circuitos centinelas, que produzcan otros compuestos bioactivos en respuesta a cambios ambientales o celulares, para actuar contra una serie de enfermedades, incluyendo el cáncer.

El circuito genético queda incorporado en el cromosoma de una línea de células humanas que codifica para la maquinaria proteica necesaria para la producción de su inhibidor de HIF-1 (un péptido cíclico). La producción de este inhibidor surge en respuesta a la hipoxia en estas células.

El próximo paso para los investigadores será demostrar la viabilidad de este método para la producción in situ de una sustancia anticáncer en un sistema modelo de tumor completo.

Información adicional