La propagación del tumor desde el sitio primario del cáncer a órganos distantes, llamada metástasis, ha desconcertado a los científicos durante muchos años; recién ahora están comenzando a identificar los desencadenantes y mecanismos que impulsan este proceso.
Por Yukta Subramanian, Instituto Indio de Ciencias
Un nuevo estudio del Instituto Indio de Ciencias (IISc) muestra cómo las variaciones inherentes a una célula cancerosa y sus interacciones con su entorno moldean su migración. Los hallazgos, publicados en el Biophysical Journal , revelan que las células cancerosas parecen adaptar su patrón migratorio dependiendo de las características físicas y bioquímicas de su entorno, llamado microambiente.
Los investigadores estudiaron dos tipos de células de cáncer de ovario: OVCAR-3, que tiene una forma poligonal bien estructurada, y SK-OV-3, que tiene una forma fusiforme alargada de forma natural. Ambas células hacen metástasis e invaden los tejidos. Al colocar estas células en superficies blandas y rígidas que imitan los tejidos sanos y enfermos, los investigadores observaron cómo cada tipo adaptaba su movimiento en diferentes superficies.
En superficies blandas similares a los tejidos sanos , ambos tipos de células se mueven lentamente en direcciones aleatorias. Pero en superficies rígidas, que imitan el tejido duro y cicatrizado que rodea los tumores, las células son más deformables y responden de manera diferente.
«Basándome en la literatura previa, esperaba que la rigidez fuera un factor importante en el agravamiento de la migración de células cancerosas. Sin embargo, lo que no esperaba era que las células epitelioides del cáncer de ovario (OVCAR-3) fueran más migratorias que las células mesenquimales (SK-OV-3) en matrices más rígidas», afirma Madumitha Suresh, exalumna de MTech en el Departamento de Bioingeniería (BE) y primera autora del estudio.
Los investigadores también observaron un patrón de movimiento único en las células OVCAR-3, al que llamaron «deslizamiento». En la mayoría de las células, la dirección del movimiento se alinea con la forma de la célula, siendo el «frente» de la célula el que marca el camino.
Pero cuando las células OVCAR-3 se movieron sobre superficies rígidas, esta alineación se rompió. Su movimiento se volvió menos coordinado con su forma, casi como si se estuvieran deslizando o resbalando en lugar de moverse en línea recta. Motivados por estos resultados inesperados, los investigadores buscaron comprender el proceso utilizando enfoques cuantitativos.
Los métodos existentes para estudiar cómo se mueven las células cancerosas son enfoques matemáticos que no capturan los cambios a lo largo del tiempo o enfoques informáticos complejos, como el aprendizaje automático , que son difíciles de usar.
Para abordar estas limitaciones, los investigadores crearon un conjunto de herramientas de software más accesible que combina la entropía de Shannon (un concepto matemático que captura la aleatoriedad) con medidas basadas en el movimiento y la forma utilizadas previamente.
Este conjunto de herramientas permite a los investigadores observar los cambios en el comportamiento celular a lo largo del tiempo y se puede aplicar fácilmente a los datos de seguimiento de células vivas. Esto permite analizar y cuantificar los datos numéricamente en lugar de extraer inferencias verbalmente.
Solo al observar cuidadosamente las correlaciones dentro de las medidas del conjunto de herramientas, los investigadores pudieron identificar cómo la línea de cáncer epitelioide exhibe una relación menos restringida entre su forma y movimiento, lo que le permite migrar de maneras diversas y sorprendentes.
«Nuestro objetivo es ampliar nuestro estudio para descifrar la dinámica colectiva de estas células cancerosas, especialmente en entornos 3D más complejos», afirma Ramray Bhat, profesor asociado del Departamento de Biología del Desarrollo y Genética y autor correspondiente del estudio.
«Esto arrojará nueva luz sobre la patología del cáncer de ovario, una enfermedad que se caracteriza por una rápida metástasis y una elevada morbilidad».
Más información: Madhumitha Suresh et al., Las células de cáncer de ovario exhiben diversas estrategias de migración en sustratos de colágeno rígidos, Biophysical Journal (2024). DOI: 10.1016/j.bpj.2024.10.014
