Descubren como la física de las células de cáncer colorrectal contribuye a la metástasis

Unos científicos han investigado cómo las propiedades mecánicas de diferentes tipos de células de cáncer colorrectal influyen en el proceso de metástasis. El estudio, para el cual se utilizaron organoides de tumores cultivados a partir de células de pacientes, se centró en las células madre cancerosas que expresan la proteína LGR5, un marcador clave en la señalización necesaria para la renovación y diferenciación de células madre intestinales y cancerosas.

El estudio lo ha realizado un equipo liderado desde el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).

Los resultados del estudio han revelado diferencias significativas en las propiedades mecánicas entre las células que expresan LGR5 (LGR5+) y las que no lo hacen (LGR5-).

Más concretamente, los investigadores observaron que las células que no expresan LGR5 son más blandas, menos adhesivas y se mueven más rápido, lo que las hace más aptas para moverse desde el tumor principal. En contraste, las células que sí expresan LGR5 son más aptas para adherirse a las paredes de los vasos sanguíneos y formar brechas que les permiten invadir otros tejidos, lo que facilitaría su crecimiento en nuevos sitios del cuerpo, pudiendo formar metástasis.

“Esta transición entre estos dos tipos celulares, que trabajan en equipo, es un mecanismo adaptativo que las ayuda a soportar los cambios físicos del microambiente y facilita la progresión del cáncer.” Explica Xavier Trepat, profesor de investigación ICREA en el IBEC.

El nuevo estudio demuestra que estas diferencias en las propiedades mecánicas de las células se deben a la disminución de las proteínas ERM (ezrina, radixina y moesina) que ocurre en las células LGR5+. Estas proteínas conectan la membrana celular con el esqueleto interno de la célula, afectando a su rigidez y adhesión. Manipulando estas proteínas, el equipo de investigación pudo hacer que las células LGR5+ y LGR5- se comportaran de manera similar, confirmando el papel crucial de las ERM en las diferencias mecánicas observadas.

Tal y como detalla Sefora Conti, investigadora del IBEC en el grupo de Trepat y primera autora del estudio, llevaron a cabo varios experimentos para comprobar la acción de ERM:

“Añadimos a las células LGR5+ una proteína sintética que imita la función de ERM y observamos que entonces se volvían indistinguibles mecánicamente de las células LGR5-. Por otro lado, redujimos la expresión de las proteínas ERM en células LGR5- y de nuevo observamos que sus diferencias mecánicas respecto a LGR5+ se reducían. Estos resultados demuestran el potencial de las proteínas ERM como objetivo terapéutico para interferir en el proceso metastásico del cáncer colorrectal.”

Sefora Conti (izquierda) y Xavier Trepat en el IBEC. (Foto: IBEC)

En colaboración con el grupo del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB) liderado por Eduard Batlle, los investigadores también analizaron los patrones de expresión de las proteínas ERM en células individuales de una cohorte de pacientes, mostrando que esta reducción en las ERM es una característica común en los tumores colorrectales.

Estos descubrimientos podrían contribuir al desarrollo de nuevas estrategias para tratar y prevenir la metástasis en el cáncer colorrectal, que es el tercer tipo de cáncer más común en todo el mundo y la segunda causa principal de muertes relacionadas con el cáncer.

Xavier Trepat, líder de la investigación, también es profesor en la Universidad de Barcelona (UB) y miembro del Centro de Investigación Biomédica en Red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBERBBN). El trabajo ha contado también con la colaboración del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, el Instituto Max Planck de Ciencia de la Luz de Erlangen en Alemania, el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) de Heidelberg en Alemania, la Universidad de Palermo en Italia y el Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF) de Valencia en España.

El estudio se titula “Membrane to cortex attachment determines different mechanical phenotypes in LGR5+ and LGR5- colorectal cancer cells”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Communications. (Fuente: IBEC)