Estudio podría conducir a tratamientos que prevengan metástasis mortales

Investigadores del Winship Cancer Institute de la Universidad de Emory han encontrado pequeñas proyecciones en forma de dedos, llamadas filopodia, que conducen el comportamiento invasivo en un subconjunto raro de células de cáncer de pulmón. El laboratorio de Adam Marcus ha desarrollado técnicas innovadoras para separar "líderes" y "seguidores", subpoblaciones de células tumorales que cooperan durante el proceso de metástasis. El nuevo análisis del laboratorio sobre las características moleculares que distinguen a las células de cáncer de pulmón de líder de seguidores se centra en la filopodia. Los resultados se publican en Science Advances. Los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a desarrollar tratamientos que eviten la propagación del cáncer, al comprender las células raras dentro de un tumor necesarias para la metástasis mortal. Los cambios epigenéticos duraderos que distinguen las células líderes y el comportamiento invasivo pueden aparecer en varios tipos de cáncer, dice Marcus. Es profesor de hematología y oncología médica en Emory, y director asociado de investigación básica y recursos compartidos en Winship. La investigación previa de Marcus ha demostrado cómo las células líderes y sus contrapartes más comunes, las células seguidoras, trabajan juntas para crear un paquete invasivo. Los dos tipos de células tumorales dependen entre sí para la movilidad y la supervivencia, pero tienen patrones distintos de actividad genética e incluso formas diferentes.
En particular, las células líderes muestran filopodios más largos que las células seguidoras. Esto es parte de lo que reveló la investigación de la estudiante de posgrado Emily Summerbell (quien recientemente obtuvo su doctorado), la científica investigadora asociada Janna Mouw, PhD y sus colegas. "Filopodia son como los dedos de la célula y ayudan a la célula a avanzar", dice Summerbell.
Vea el video complementario S3 para ver una descripción de la filopodia y el comportamiento invasivo. Tener filopodia más largo está relacionado con un gen llamado MYO10, que codifica un componente del esqueleto celular interno que estabiliza la filopodia, encontraron Summerbell y Mouw. MYO10 era el gen que estaba más regulado al alza e hipometilado en las células líderes, en comparación con las células seguidoras, y tanto la filopodia larga como el comportamiento invasivo dependen de la actividad de MYO10.
"Se sabía que MYO10 estaba relacionado con la invasión y la metástasis, pero esta es la primera evidencia de que está desempeñando este papel específico en un subconjunto raro de células", dice Marcus. "Esto podría ayudarnos a buscar estas células raras en tumores de pacientes para evaluar qué tan potencialmente invasivas son". Las células líderes también secretan fibronectina, una proteína extracelular pegajosa, mientras que las células seguidoras no lo hacen.
La proteína MYO10 ayuda a los filopodios a reorganizar las moléculas de fibronectina en fibrillas, pero no parece interactuar con la fibronectina directamente. A medida que los filopodios de la célula líder tiran de la matriz extracelular, cambian esta matriz de una malla aleatoria a largas pistas paralelas en frente de la célula, allanando el camino para un grupo de células ". Emily Summerbell, PhD, Departamento de Biología del Cáncer, Universidad de Emory Los filópodos a veces se describen como antenas parecidas o precursoras de estructuras celulares más estables.
"Observamos que en las células líderes, los filopodios no solo son sensores del entorno extracelular, sino que también participan activamente en la reorganización de la matriz extracelular", dice Marcus. Summerbell y Mouw también estudiaron otros cambios que distinguen a las células líderes, como la expresión elevada del gen Jagged1. Jagged1 codifica un receptor para la vía Notch, cuya actividad se encuentra detrás de la activación de MYO10.
MYO10 y la activación Jagged / Notch pueden ser generalizables a muestras de pacientes y otros tipos de cáncer.