Existe una gran cantidad de artículos de investigación que describen la biología y la ubicación de una variedad de células cancerosas, incluido el cáncer de colon (en la foto).Crédito: Steve Gschmeisner/Biblioteca de imágenes científicas
Los mapas detallados que identifican la ubicación de las células en los tumores y exploran la biología de los tumores proporcionan información sobre el desarrollo de muchos cánceres (incluidos los de mama, colon y páncreas) y podrían proporcionar pistas para posibles tratamientos.
en Diapositiva de 12 hojas Publicado en Nature el 30 de octubre, investigadores de la Human Tumor Atlas Network (HTAN) analizaron cientos de miles de células de tejidos humanos y animales. Describe algunos estudios. Mapas celulares en 3D, conocidos como atlas celulares – En tumores, mientras que otros crean “relojes moleculares” que rastrean los cambios celulares que conducen al cáncer.
“Aplicar estas nuevas herramientas al cáncer nos permite verlo a través de una lente diferente”, dice Ken Lau, biólogo celular computacional del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt en Nashville, Tennessee, y coautor de un estudio que registra el momento de las células cancerosas. . Eventos en el desarrollo del cáncer colorrectal.1. “De hecho, podemos ver cosas que antes no podíamos ver”.
Mapeo tumoral
En algunos estudios, los investigadores crearon atlas que les permitieron estudiar tumores con resolución unicelular e investigar cómo surge el cáncer. Un equipo analizó la organización celular en 131 muestras de seis tipos de cáncer, incluidos el de mama, colon, páncreas y riñón.2. Los científicos descubrieron que diferentes áreas del mismo tumor pueden responder de manera diferente a los medicamentos. Comprender cómo responden las diferentes poblaciones de células cancerosas a los tratamientos puede ayudar a los investigadores a diseñar combinaciones más efectivas.
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Otros estudios han utilizado imágenes en 3D para estudiar muestras de pólipos de colon, que son crecimientos anormales en el revestimiento del intestino que pueden convertirse en cáncer. Identificaron cambios moleculares en células tumorales benignas, incluida la pérdida de conexiones del ADN y cambios en la actividad genética.3Así como cambios en la respuesta inmune, el crecimiento celular y el metabolismo hormonal.4 Ocurre temprano y puede hacer que las células tumorales se conviertan en células cancerosas.
Los tratamientos dirigidos a estos cambios podrían hacer que los tratamientos contra el cáncer y las intervenciones sanitarias tempranas sean más eficaces, afirma Omer Yilmaz, biólogo de células madre del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge. “El mejor tratamiento para el cáncer es la prevención. Si podemos comprender cómo responden las diferentes poblaciones de células al medio ambiente y la dieta, cómo esto afecta la iniciación del tumor y cómo los diferentes clones contribuyen a este proceso, esto podría conducir a mejores métodos de prevención o detección”.
Visiones de inmunidad
Otros atlas proporcionan pistas sobre por qué algunos cánceres son más difíciles de tratar que otros. “Los tumores no están formados únicamente por células cancerosas”, dice el Dr. Daniel Abravanel, médico científico del Instituto del Cáncer Dana-Farber en Boston, Massachusetts, y coautor de un estudio sobre el cáncer de mama.5. Por ejemplo, las inmunoterapias, que no se dirigen directamente a las células cancerosas pero… Con el objetivo de ayudar al sistema inmunológico a eliminarlos, Añade que es menos eficaz contra el cáncer de mama que otros tipos.
Para investigar por qué, Abravanel y sus colegas crearon un atlas 3D de tumores utilizando docenas de muestras de 60 personas con formas agresivas de cáncer de mama. Estudiaron cómo se distribuían las células inmunitarias y descubrieron que algunos tipos de células inmunitarias eran más comunes que otros en algunos tumores, especialmente en personas que recibían inmunoterapia.
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Para tres personas, las biopsias tomadas del mismo tumor con un intervalo de 70 a 220 días mostraron diferencias en los niveles de células inmunes conocidas como células T y macrófagos. En dos casos, el número de estas células disminuyó con el tiempo, mientras que en el tercer caso aumentó.
“Esto realmente muestra cuán dinámico es el microambiente inmunológico y puede explicar por qué los intentos de caracterizar tumores y predecir las respuestas a las inmunoterapias a partir de una sola biopsia en un solo momento han sido inconsistentes”, dice Brian Lehman, MD, especialista en cáncer de mama. Investigador de genómica del Centro Oncológico Vanderbilt-Ingram en Nashville, Tennessee.
En otro estudio, los investigadores encontraron que algunos subtipos agresivos de cáncer de mama contienen más células inmunitarias que otros y parecen haberse “desgastado” con el tiempo.6. Estas células expresaron una proteína llamada CTLA4, que limita su capacidad para responder a los tumores. Las terapias dirigidas a CTLA4 han mostrado resultados prometedores en el tratamiento del melanoma y el cáncer de pulmón. “Esto abre formas adicionales de utilizar este tratamiento en un subconjunto de cánceres de mama”, dice Lehman.
Reloj CRISPR
Otros experimentos revelan cómo las células se vuelven cancerosas en primer lugar. En un estudio sobre el cáncer colorrectal, Lau y sus colegas diseñaron un “reloj molecular” para rastrear cómo las células normales comienzan a volverse rebeldes y a multiplicarse sin control en el intestino.1. Utilizaron análisis unicelular y la herramienta de edición de genes CRISPR para generar mutaciones en el ADN de cada célula. Estas mutaciones sirvieron como marcas de tiempo, registrando la línea de tiempo de los cambios en cada célula y sus divisiones.
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Lau y su equipo aplicaron este enfoque a 418 pólipos de colon humano y descubrieron que hasta el 30% de los pólipos surgían de múltiples tipos de células, en lugar de una sola célula. En el 60% de los pólipos, un grupo de células comienza a “superar” a otros a medida que el pólipo crece, convirtiéndose en un tumor. Dos estudios similares en ratones7,8que incluye el análisis de 260.922 células individuales de 112 muestras de tejido intestinal, también encontró que una mezcla de células da lugar colectivamente a tumores colorrectales.
Estos hallazgos desmienten la creencia anterior de que los cánceres de colon surgen de células rebeldes únicas en el revestimiento intestinal y podrían abrir oportunidades para un diagnóstico e intervención tempranos.
“Para evaluar los riesgos [pre-cancerous growths]Lo que la gente usa es el tamaño. “Cuanto más grande es el tumor, mayor es el riesgo”, afirma Lau. Pero el reloj molecular y otros análisis revelan que “puede haber otros biomarcadores en términos de genética y evolución”.