Investigadores de la Universidad de Leipzig, en colaboración con otros científicos de Alemania y EE.UU., han logrado un gran avance en el conocimiento sobre cómo se propagan las células cancerosas. En experimentos, el equipo de biofísicos dirigido por el profesor Josef Alfons Käs, Steffen Grosser y Jürgen Lippoldt, demostró por primera vez cómo las células se deforman para moverse en densos tejidos tumorales y pasar a las células vecinas. Los investigadores encontraron que las células móviles en el cáncer trabajan juntas para fluidizar el tejido tumoral.
Käs dirigió el proyecto de investigación en cooperación con la profesora Lisa Manning, de la Universidad de Syracuse (EE.UU.), y la profesora Bahriye Aktas del Hospital Universitario de Leipzig. Ahora, han publicado sus hallazgos en Physical Review X, una revista líder que publica principalmente resultados de investigación innovadores.
«Estas primeras observaciones de una transición de fase en tumores humanos cambian nuestros conceptos básicos de progresión tumoral y podrían mejorar el diagnóstico y la terapia del cáncer«, comenta Käs, quien ha estado estudiando las propiedades físicas de las células cancerosas durante años. La investigación mostró que los tumores humanos contienen grupos de células sólidas y fluidas, lo que es un gran avance en la comprensión de los científicos sobre la mecánica de los tumores. Añade que los resultados forman la base del primer procedimiento con el que ya se pueden detectar células cancerosas metastásicas en el tumor.
Los investigadores creen que esta transición de fase explica cómo las células cancerosas pueden moverse y multiplicarse en un tumor, lo que eventualmente conduce a la metástasis
En muestras de tumores de pacientes del Hospital Universitario de Leipzig, los investigadores encontraron regiones con células móviles, así como regiones estables, parecidas a las sólidas, sin movimiento celular. Desde un punto de vista físico, las células no deberían poder moverse en la densa masa tumoral; los tumores están tan densamente poblados de células que el movimiento se inhibiría en cualquier material típico.
Por lo tanto, los investigadores desarrollaron un nuevo enfoque para la microscopía de tumores vivos mediante tinción fluorescente de muestras de tumores humanos inmediatamente después de la cirugía, lo que les permite observar el movimiento celular en vivo. Esto los llevó a descubrir que, contrariamente a todos los hallazgos anteriores, esta motilidad celular sí tiene lugar y está asociada con una fuerte deformación nuclear. Observaron cómo las células y sus núcleos literalmente se aprietan a través del tejido al deformarse severamente.
«Las células de los tejidos biológicos se comportan de manera muy parecida a las personas en un bar. A bajas densidades, pueden moverse libremente. Sin embargo, el movimiento se vuelve difícil cuando las cosas se llenan de gente. Pero incluso en un bar lleno de gente, puede pasar si se gira de lado. Este es exactamente el efecto que vemos en los tejidos tumorales«, compara Käs. Los investigadores creen que esta transición de fase explica cómo las células pueden moverse y multiplicarse en un tumor, lo que eventualmente conduce a la metástasis. Los tejidos fluidos mostraban células y núcleos alargados y deformados. Las imágenes estáticas de células alargadas y formas nucleares podrían servir como huella dactilar de la agresividad metastásica de un tumor.
«Estos son resultados espectaculares del campo de la física del cáncer. Ahora necesitamos investigar si las regiones fluidas pueden predecir la agresividad del tumor. Aquí hemos encontrado un marcador de cáncer que indica regiones móviles activas y que se basa en un mecanismo físico simple«, asegura Steffen Grosser. El profesor Käs se está embarcando actualmente en un ensayo clínico para investigar el potencial de la forma celular y nuclear como un nuevo marcador tumoral que podría usarse para examinar y tratar a los pacientes de una manera mucho más específica que antes.
Fuente: Physical Review X.
