Descobreixen el mecanisme que connecta el metabolisme i la generació de cèl·lules tumorals


Data: 15 de març de 2016

Un equip d’investigadors de l’Institut Català d’Oncologia (ICO)-Institut d’Investigació Biomèdica de Girona (IDIBGI) i del Centre de Recerca Matemàtica (CRM) ha descrit, per primera vegada, un nou mecanisme que connecta el metabolisme i la generació de cèl·lules mare tumorals. Les cèl·lules mare tumorals són les encarregades de desenvolupar els tumors, determinen el destí de la malaltia i, a més, acostumen a ser resistents a les teràpies convencionals. Els resultats del estudi acaben de ser publicats a la revista Stem Cell Reports (del grup Cell, el més prestigiós del món en biologia cel·lular). El descobriment és un dels temes destacats en el darrer número d’aquesta revista.

ico celules tumorals

La nova investigació s’ha dut a terme amb la col·laboració del Grup d’Investigació de Metabolisme i Càncer dins el programa ProCURE (Programa Contra la Resistència Terapèutica del Càncer) que l’ICO desenvolupa a les noves instal·lacions del IDIBGI a Salt (Girona) i el Grup de Biologia Matemàtica i Computacional del CRM a la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i ha estat encapçalada pels doctors Javier Menéndez (ICO-IDIBGI) i Tomás Alarcón (ICREA-CRM).

Els cèl·lules mare tumorals: Les abelles reines dels tumors

Els grans centres d’investigació i les companyies farmacèutiques tenen molt d’interès en descobrir quins són els mecanismes moleculars que generen i mantenen les cèl·lules mare tumorals. Aquet tipus especial de cèl·lules tumorals són responsables del creixement tumoral, de la resistència als tractaments i de la generació de metàstasis i, per tant, posen en perill la vida de millions de malalts oncològics d’arreu del món.

En els darrers anys s’ha produït un canvi de paradigma en la investigació amb les cèl·lules mare tumorals. S’ha passat d’un model “jeràrquic”, que contemplava les cèl·lules mare tumorals com una versió aberrant de les cèl·lules mare normals que havien patit canvis genètics o mutacions, a un model “dinàmic”, que contempla que qualsevol cèl·lula, davant de determinats estímuls, és capaç d’adquirir les propietats característiques de les cèl·lules mare tumorals. “Abans pensàvem que, com en els ruscs d’abelles, als tumors hi havien milers d’obreres i una única reina, una abella diferent de totes les altres. Ara sabem, en canvi, que qualsevol abella obrera pot convertir-se en abella reina dins un tumor. ¿Però com?” assenyala el doctor Menéndez.

Un model biomatemàtic i computacional

L’estudi que ara publica la revista Stem Cell Reports s’ha fet a través de l’anomenada biologia de sistemes, una branca de la investigació biomèdica que, a diferència dels mètodes clàssics usats en la biologia tradicional, fa ús de models matemàtics que descriuen el comportament del sistema en estudi. Aquesta modelització permet predir el comportament del procés com un sistema dinàmic, generalment tractat com una xarxa complexa, i comparar-lo amb les observacions experimentals.

Els investigadors pretenien respondre a la pregunta de com la desregulació del metabolisme, sense la necessitat de canvis genètics, podria ser capaç d’afavorir la generació de cèl·lules mare tumorals. D’una banda, l’equip encapçalat pel doctor Tomàs Alarcón va construir un model matemàtic i computacional capaç no només de descriure el mecanisme molecular que connecta el metabolisme i la generació de cèl·lules mare tumorals sinó també de fer simulacions del model estocàstic. D’altra banda, l’equip encapçalat pel doctor Javier Menéndez va avaluar al laboratori la capacitat de les cèl·lules normals de l’epiteli mamari d’adquirir un nou estat cel·lular característic de les cèl·lules mare tumorals en presencia d’un tipus especial de metabòlit anomenat “oncometabòlit”. Els investigadors van demostrar que la generació de cèl·lules mare tumorals era molt més ràpida i més eficient en presència d’aquest oncometabòlit, com predeia el model matemàtic.

 

Autor: ICO (14/03/2015)
TORNAR