La «célula de origen» del segundo cáncer de pulmón más común y la forma en que se vuelve dominante en el pulmón han sido descubiertos en un nuevo estudio en ratones y humanos realizado por investigadores de la UCL, el Wellcome Sanger Institute y la Universidad de Cambridge.
por el University College de Londres
El estudio, publicado en Science , descubrió que una población de células basales que se encuentran en la tráquea supera a otros tipos de células y se vuelve dominante, invadiendo y ocupando finalmente grandes áreas del pulmón.
Es a partir de estas células, que expresan un gen llamado Krt5, que contribuye a la estructura celular, que finalmente se desarrolla el carcinoma escamocelular de pulmón (CLSC). El equipo de investigación afirma que los hallazgos abren la posibilidad de una detección más temprana, e incluso de la prevención, del cáncer de pulmón en el futuro.
El cáncer de pulmón sigue siendo la principal causa de muerte por cáncer en todo el mundo, presentándose con frecuencia en una etapa tardía e incurable. El LUSC es el segundo subtipo más común de cáncer de pulmón y se desarrolla cuando las células acumulan daño continuo por la exposición a toxinas, generalmente el tabaquismo.
Como resultado, las células se desorganizan cada vez más y finalmente forman áreas de tejido dañado ( lesiones precancerosas ) en el revestimiento de las vías respiratorias. Sin embargo, se desconocen los cambios biológicos que ocurren en las células durante la transición de un estado normal a uno precanceroso.
El profesor Sam Janes, autor principal del estudio de la División de Medicina de la UCL, dijo: «En este estudio, nos propusimos comprender los cambios que ocurren antes del desarrollo del carcinoma de células escamosas de pulmón y de qué tipo de célula surge este cáncer.
Descubrimos que un subconjunto de células que expresan el gen Krt5 se vuelve dominante y comienza a desplazar a las células normales . Esta expansión se vuelve drástica y, con el tiempo, los descendientes de unas pocas células originadas en la tráquea invaden y conquistan las células normales, llegando en algunos casos a poblar lóbulos enteros del pulmón. Son estas células las que finalmente forman tumores.
Al comprender la célula de origen, donde se originan estos cambios y cómo se desarrollan, aspiramos a diseñar estrategias para prevenir la aparición del cáncer de pulmón o, al menos, detectarlo mucho antes.
Para investigar los orígenes de LUSC, el equipo marcó las células basales que expresaban Krt5 en la tráquea de dos grupos de ratones para poder rastrear a los descendientes de estas células a lo largo del tiempo.
Luego, un grupo de ratones fue expuesto a un carcinógeno (sustancia que provoca cáncer) para observar cómo esto afectaba el comportamiento normal de las células de las vías respiratorias.
En este grupo, algunas de estas células basales se multiplicaron gradualmente antes de extenderse a los pulmones, mientras que en el grupo de control las células basales y sus descendientes permanecieron en su ubicación original en la tráquea.
La Dra. Sandra Gómez-López, primera autora del estudio de la División de Medicina del UCL, afirmó: «En circunstancias normales, el revestimiento de las vías respiratorias está formado por células madre basales, así como por células luminales, que ayudan a proteger el pulmón. Cuando las células basales se dividen, dan lugar a nuevas células basales o células luminales».
«Las células luminales desempeñan funciones clave en las vías respiratorias: las células secretoras producen sustancias protectoras o las células ciliadas ayudan a mover las partículas inhaladas.
Existe un equilibrio natural entre las diferentes poblaciones y tipos de células, pero cuando estas se exponen a carcinógenos como los presentes en el humo del tabaco, este equilibrio se altera. Nuestros experimentos han demostrado que las poblaciones celulares originadas a partir de unas pocas células basales dañadas en la tráquea se vuelven gradualmente dominantes, ocupando amplias áreas del pulmón.
La secuenciación adicional de ARN de una sola célula de células traqueales de ratones (comparando células de control sanas con aquellas expuestas a un carcinógeno) y humanos (comparando células de no fumadores con células de fumadores actuales) reveló que a medida que estas células basales dañadas colonizan las vías respiratorias, una población de células transicionales que expresan un gen diferente, Krt13, también se vuelve más abundante, mientras que algunos tipos de células luminales se vuelven escasos.
Los investigadores también secuenciaron el ADN de muestras de tráquea y pulmón de personas fumadoras. Al igual que en el experimento con ratones, los resultados mostraron que las células de lesiones precancerosas separadas, a veces en ambos pulmones de la misma persona, descendían de la misma célula basal dañada.
Los investigadores buscan utilizar este conocimiento para desarrollar pruebas que detecten las primeras etapas del cáncer de pulmón, que se presentan cuando las células parecen normales, con la esperanza de facilitar intervenciones tempranas. Comprender cómo estas células se vuelven tan dominantes en el pulmón también podría permitir el desarrollo de nuevos fármacos para detener este fenómeno, lo que aumenta la posibilidad de prevenir estos cánceres en el futuro.
La Dra. Talisia Quallo, directora del Programa de Investigación en Detección Temprana y Diagnóstico de Cancer Research UK, afirmó: «El cáncer de pulmón es la causa más común de muerte por cáncer en el Reino Unido, representando una de cada cinco muertes por cáncer. La enfermedad suele detectarse tardíamente, por lo que es importante encontrar maneras de detectarlo precozmente, cuando existe la mayor probabilidad de tratarlo con éxito».
Esta investigación revela los primeros pasos celulares que preceden al desarrollo del carcinoma escamocelular de pulmón , una forma común de cáncer de pulmón, e identifica el tipo celular a partir del cual se desarrolla este cáncer. Se necesita más investigación, pero en el futuro esta información podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevas formas de detectar la enfermedad de forma más temprana o incluso prevenir su aparición.
El profesor Peter Campbell, autor del estudio de la Universidad de Cambridge y anteriormente del Instituto Wellcome Sanger, dijo: «Entender por qué el cáncer de pulmón se desarrolla donde lo hace puede ayudar a los investigadores y médicos a encontrar nuevas formas de predecir o detectar tumores de forma temprana, ayudando a obtener los mejores resultados posibles.
«Para mí, uno de los aspectos más interesantes de nuestra investigación fue descubrir que el cáncer de pulmón de células escamosas se desarrolla a partir de una célula precursora una vez que ha encontrado un entorno particular en el pulmón, con espacio para crecer y cambiar genéticamente.
Descubrimos que, cuando surgen estos entornos específicos, el riesgo de cáncer de pulmón aumenta drásticamente. En el futuro, podría ser posible detectar estas secciones en personas con riesgo de cáncer y desarrollar planes de tratamiento para prevenir o tratar el cáncer de pulmón lo antes posible.
Más información: Sandra Gómez-López et al., La dinámica clonal aberrante de células basales influye en la carcinogénesis pulmonar temprana, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ads9145 . www.science.org/doi/10.1126/science.ads9145
Leyenda foto principal: Lóbulo pulmonar de un ratón expuesto a un carcinógeno. Las células que expresan el marcador de células basales KRT5 se han marcado con fluorescencia y se observa su propagación por el árbol bronquial. Crédito: UCL
