Un equipo de investigadores liderado por el Instituto Whitehead ha descubierto una sustancia química que funciona en ratones para matar a las raras células agresivas, pero dentro de las de cáncer de mama que tienen la capacidad de las semillas nuevos tumores.

Estas células, conocidas como células madre de cáncer, se cree que permiten que los cánceres se difundan – y vuelvan a surgir, aparentemente después de un tratamiento exitoso. Aunque es necesario trabajar más para determinar si este químico tiene la promesa terapéutica para los seres humanos, el estudio muestra que es posible encontrar productos químicos que maten selectivamente a las células madre del cáncer. Las conclusiones de los científicos aparecen el 13 de agosto en la edisión de avance celular en línea..

“La evidencia se está acumulando rápidamente que el cáncer de las células madre son responsables de la agresividad de muchos tumores”, dice Robert Weinberg, miembro del Instituto Whitehead de Investigaciones Biomédicas y uno de los autores del estudio. “La capacidad de generar estas células en el laboratorio, junto con las poderosas técnicas disponibles en el Instituto Broad, hizo posible la identificación de este producto químico. No será seguramente docenas de otras personas con similares propiedades encontradas en los próximos años”.

“Muchas terapias matan la mayor parte de un tumor sólo para verlo renacer”, dice Eric Lander, director del Instituto Broad del MIT y Harvard, y autor de un documento de la célula. “Esto plantea la posibilidad de nuevos tipos de terapias contra el cáncer”.

Una nueva idea en la biología del cáncer es que los tumores (de mama, próstata, colon, pulmón, etc) es el puerto de un grupo de células con la capacidad única de regeneración de los cánceres. Además de promover el crecimiento del tumor, las llamadas células madre de cáncer son en gran parte resistentes a la actual del cáncer. Si fuera posible identificar las sustancias químicas que matan selectivamente a las células madre del cáncer, por ejemplo, los productos químicos podría ser crítica para los futuros candidatos de desarrollo de fármacos.

Sin embargo, los investigadores han luchado para estudiar el cáncer de las células madre directamente en el laboratorio. Las células «escasez relativa en comparación con otras células tumorales, combinados con una tendencia a perder sus células madre similares a las propiedades cuando se encuentren fuera del cuerpo, han limitado la cantidad de material disponible para el análisis.

Para superar estos obstáculos, los investigadores del Instituto Whitehead señaló a los últimos hallazgos de Weinberg y sus colegas sugirieron que una manera de generar en el laboratorio un gran número de células cancerosas con células madre-como cualidades. La técnica funciona por células adultas coaxing a someterse a un cambio crítico (conocido como un “epitelio-mesenquimal de transición”) que altera su forma y motilidad. Al mismo tiempo, las células también adoptan similares propiedades que las células madre.

“Un aspecto crítico de nuestro trabajo fue generar un relativamente homogéneo y estable de la población-como el cáncer de las células tallo, que podría entonces ser utilizada para el cribado”, dice Onder Tamer, un ex estudiante graduado en el laboratorio de Weinberg y co-primer autor del estudio. (Onder ahora es un investigador postdoctoral en el Children’s Hospital en Boston.) “Hemos sido capaces de lograr este objetivo por la inducción de las células cancerosas en un epitelio-mesenquimal de transición a utilizar nuevos reactivos que se había desarrollado en el laboratorio.”

Con un amplio número de células madre en la mano, el equipo de Whitehead llevó a cabo un análisis a gran escala de miles de compuestos químicos, la aplicación de métodos automatizados para la búsqueda de aquellos con actividad contra el cáncer de mama en las células madre. De un grupo de más de 30 candidatos prometedores, los investigadores identificaron un compuesto con sorprendente potencia.

El compuesto, llamado salinomicina, no sólo mata,lo creó el laboratorio de células madre de cáncer, sino también los de origen natural. En comparación con un fármaco quimioterapéutico común prescrito para el cáncer de mama (conocido como paclitaxel), la salinomicina redujo el número de células madre de cáncer por más de 100 veces. También disminuyó el crecimiento del tumor de mama en ratones.

A fin de analizar la función de la salinomicina, los investigadores también examinaron sus efectos genéticos. Estudios previos de los tumores en pacientes con cáncer de mama han puesto de manifiesto grupos de genes que son muy activos en el cáncer de las células madre. Muchos de estos mismos genes están relacionados con tumores particularmente agresivos y mal pronóstico del paciente. Los investigadores muestran que los estudios de la salinomicina (pero no paclitaxel) el tratamiento puede disminuir la actividad de estos genes, revelando una posible base molecular de la sustancia química de efectos biológicos.

“Nuestro trabajo pone de manifiesto los efectos biológicos de la orientación de las células madre del cáncer”, dice el co-primer autor Piyush Gupta, investigador del Instituto Broad. “Además, se sugiere un enfoque general a la búsqueda de nuevas terapias contra el cáncer que se pueden aplicar a cualquier tumor sólido mantenida por el cáncer de las células madre.”

Aunque los nuevos resultados señalan una notable hito científico, todavía es demasiado pronto para saber si los pacientes con cáncer puedan obtener beneficios de ella. Se necesita una investigación adicional para determinar exactamente cómo funciona la salinomicina para matar el cáncer de las células madre y si puede ejercer el mismo poder de reducción del tumor en los seres humanos como en ratones. Estos tipos de análisis en general, tardarán varios años en completarse.

Pero incluso con tal templado entusiasmo, también hay motivos para el optimismo. En el presente estudio, tan sólo 16.000 compuestos químicos fueron probados, de los cuales un pequeño subconjunto mostró toxicidad contra el cáncer de las células madre. Por lo tanto, las investigaciones más profundas de estos compuestos y pruebas adicionales de las colecciones más amplias de productos químicos pueden producir otras posibles adiciones al arsenal contra el cáncer.

Guozhi Jiang del Instituto Broad y Kai y Charlotte Kuperwasser Tao de la Universidad Tufts también son autores del documento. La investigación fue financiada por el Instituto Nacional del Cáncer y la Iniciativa para la Genética Química.

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