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Encontrar el árbol genealógico del cáncer hasta sus raíces revela cómo crecen los tumores

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Madrid, 11 de mayo. (Europa Press) –

El árbol genealógico de las células de cáncer de pulmón, creado con el seguimiento hereditario basado en CRISPR, ha revelado profundamente cómo el cáncer cambia desde sus etapas iniciales a agresivas y se propaga por todo el cuerpo, según un nuevo estudio publicado en la revista Cell.

Con el tiempo, las células cancerosas se vuelven resistentes al tratamiento, se vuelven más agresivas y metastásicas, lo que significa que pueden diseminarse a otras partes del cuerpo y formar nuevos tumores. Tales rasgos son tan peligrosos como el desarrollo del cáncer. Los investigadores quieren entender cómo se desarrollan estas propiedades para prevenir y tratar cánceres peligrosos, pero cuando a un paciente se le diagnostica cáncer, por lo general lleva años o incluso décadas. Los principales momentos evolutivos llegaron y pasaron desapercibidos.

Jonathan Weissmann y sus colegas del Instituto Whitehead en los Estados Unidos han desarrollado un método para detectar células cancerosas a través de generaciones, lo que permite a los investigadores seguir su historia evolutiva. Este sistema de seguimiento hereditario utiliza la tecnología CRISPR para incorporar un código de barras de ADN heredado y generado en cada célula.

Cada vez que la célula se divide, su código de barras cambia ligeramente. Cuando los investigadores recolectan los derivados de las células originales, pueden comparar los códigos de barras en las células para reconstruir el árbol genealógico de cada célula, similar al árbol evolutivo de organismos relacionados. Los investigadores pueden usar las relaciones celulares para reconstruir cómo y cuándo se formaron rasgos importantes. Los investigadores han utilizado enfoques similares para seguir la evolución del virus que causa el Covit-19 para detectar el origen de las variaciones de interés.

Wiseman y sus colegas ya han estudiado cómo el cáncer metastásico se propaga por todo el cuerpo utilizando su método de seguimiento hereditario. En su último trabajo, Weissman, Tyler Jacks, Daniel K. Ludwig Fellow y David H. Koch es profesor de biología en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y profesor asociado en la Universidad de California, Berkeley. La investigación rastrea las células de cáncer de pulmón desde el primer proceso de mutaciones que causan cáncer. Este historial completo del tumor revela nuevos conocimientos sobre cómo progresa y se propaga el cáncer de pulmón, lo que demuestra una gran cantidad de conocimientos que pueden conducir al rastreo hereditario.

“Es una nueva forma de ver la evolución del cáncer con mayor claridad”, dijo Weissman, profesor de biología en el MIT e investigador del Instituto de Medicina Howard Hughes. “Antes, los eventos importantes que componen un tumor son la vida. La amenaza es opaca porque se perdieron en el pasado lejano de un tumor, pero nos da una ventana a esa historia.

Con el fin de monitorear el cáncer desde su inicio, los investigadores han desarrollado un método para inducir simultáneamente mutaciones cancerosas en las células y registrar su historia. Diseñaron ratones para que, al exponer sus células pulmonares a un virus creado por caracoles, esa expresión activara la mutación cancerígena en el gen cruzado y matara el gen supresor de tumores Trp53 en las células, además de activar el gen. – Tecnología de seguimiento. El modelo de ratón, desarrollado en Jax Labs, está diseñado para causar cáncer de pulmón, tal como lo hace con los humanos.

“En este modelo, las células cancerosas se desarrollan a partir de células normales y el crecimiento del tumor tiene lugar durante un largo período de tiempo en su propio entorno. De hecho, los resultados de los investigadores son consistentes con los datos sobre la progresión de la enfermedad en pacientes con cáncer de pulmón.

Los investigadores señalan que las células cancerosas se desarrollan varios meses antes de la cosecha. Luego utilizaron un enfoque computacional desarrollado en su trabajo anterior para reconstruir el árbol genealógico de las células a partir de sus códigos de barras de ADN modificados. También midieron la expresión genética de las células utilizando una secuencia de ARN para clasificar el estado de cada célula. Con esta información, comenzaron a relacionar cómo este tipo de cáncer de pulmón se vuelve invasivo y metastásico.

“Revelar las relaciones entre las células en el tumor es importante para comprender sus perfiles de expresión genética y obtener información sobre el inicio de las etapas invasivas”, dice Joseph, coautor del artículo actual y anterior de Gene-Tracking.

Los resultados mostraron una diferencia significativa entre los subgrupos de células en el mismo tumor. En este modelo, las células cancerosas se forman principalmente por mutaciones genéticas, no por mutaciones genéticas. Algunas subpoblaciones están más en forma (mejor crecimiento y supervivencia) y son más agresivas y finalmente dominan el tumor.

Los genes que los investigadores han identificado que se expresan comúnmente en las mejores células pueden ser buenos candidatos para posibles objetivos de tratamiento en futuras investigaciones. Descubrieron que las metástasis surgían solo de estos grupos de células dominantes y solo más tarde en su evolución. Esto difiere de lo propuesto para algunos otros tipos de cáncer, en los que las células pueden adquirir la capacidad de hacer metástasis en etapas tempranas de su evolución. Esta idea puede ser importante en el tratamiento del cáncer; La metástasis es el momento en que los cánceres se vuelven peligrosos, y si los investigadores saben qué tipos de cánceres son capaces de hacer metástasis de esta manera gradual, pueden diseñar intervenciones para prevenir la progresión.

“Para desarrollar el mejor tratamiento, es importante comprender los principios básicos de la formación de tumores”, dijo Diane Yang, coautora del Damon Ryan Postdoctoral Fellow en Wiseman’s Laboratory. “En el futuro, queremos hacer eso. Cuando llega un paciente, puede observar el estado de las células cancerosas, predecir cómo se desarrollará ese cáncer, cuáles son los riesgos y cuál es el mejor tratamiento para detener esa evolución. .

Los investigadores también descubrieron detalles importantes de las vías evolutivas que siguen los subtipos de cáncer para volverse apropiados y agresivos. Ahora esperan que otros utilicen su enfoque para estudiar todo tipo de preguntas sobre la evolución del cáncer, y que ya tienen muchas preguntas en mente. Uno de los objetivos es estudiar cómo se desarrollan los cánceres en respuesta a diferentes tratamientos y estudiar la evolución de la resistencia al tratamiento. Otra es estudiar cómo el entorno local de las células cancerosas determina su evolución.

“La fortaleza de este enfoque es que nos permite estudiar la evolución de los cánceres con más detalle”, dijo Matthew Jones, profesor asociado de estudiantes de posgrado en Wiseman and Joseph Labs. O el enfoque analítico total de una sola célula, que se expande dramáticamente. El alcance de los conocimientos biológicos que podemos lograr, creo que vemos algo así aquí”.

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Redacción Prensa
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