En un conjunto de 12 estudios publicados en la revista Nature, los investigadores de la Red del Atlas de Tumores Humanos (HTAN) han analizado cientos de miles de células de tejidos humanos y animales, dando lugar a algunos estudios que presentan mapas tridimensionales de células tumorales, conocidos como atlas celulares, y a otros desarrollan «relojes moleculares» para rastrear los cambios celulares que llevan al cáncer.
Estos mapas detallados que muestran las posiciones celulares en los tumores y examinan su biología están revelando información clave sobre el desarrollo de diversos tipos de cáncer, incluidos el de mama, colon y páncreas, y podrían ofrecer pistas para nuevas terapias. En algunos de estos estudios, los investigadores crearon atlas celulares que permitieron analizar tumores con una resolución a nivel de célula individual y explorar los inicios del cáncer. Un equipo estudió la organización celular en 131 muestras de seis tipos de cáncer, entre ellos mama, colon, páncreas y riñón. Los hallazgos mostraron que diferentes regiones del mismo tumor pueden responder de manera distinta a los medicamentos. Este conocimiento sobre cómo responden diversos grupos de células cancerosas a los tratamientos podría guiar el desarrollo de terapias más efectivas.
Otros estudios emplearon mapeo 3D para analizar muestras de pólipos de colon, crecimientos anormales en el revestimiento intestinal que pueden transformarse en cáncer. Los investigadores identificaron cambios moleculares en las células de estos pólipos, como la pérdida de conexiones de ADN y modificaciones en la actividad genética. También observaron alteraciones en la respuesta inmunitaria, el crecimiento celular y el metabolismo hormonal, que ocurren en etapas tempranas y pueden predisponer a las células de los pólipos a volverse cancerosas.
Las terapias que se dirigen a estos cambios podrían mejorar la eficacia de los tratamientos contra el cáncer y las intervenciones tempranas, ya que los expertos coinciden en que el mejor tratamiento para el cáncer es la prevención. «Si logramos entender cómo las distintas poblaciones celulares responden al entorno y a la dieta, cómo estos factores afectan el inicio del tumor y cómo los diferentes clones celulares participan en ese proceso, podríamos desarrollar métodos más avanzados de prevención y detección temprana», señaló Ömer Yilmaz, biólogo de células madre del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge.
Tumores más complejos
Otros atlas proporcionan pistas sobre por qué algunos tipos de cáncer son más difíciles de tratar. «Los tumores no están compuestos únicamente de células cancerosas», explicó Daniel Abravanel, médico científico del Instituto de Cáncer Dana-Farber en Boston y coautor de un estudio sobre cáncer de mama. En este se reveló que las inmunoterapias, que no actúan directamente sobre las células cancerosas, sino que buscan fortalecer el sistema inmunológico para eliminarlas, muestran menor efectividad en el cáncer de mama en comparación con otros tipos.
Para analizar esta diferencia, los investigadores crearon un atlas 3D de tumores a partir de decenas de muestras de 60 pacientes con formas agresivas de cáncer de mama. Examinaron la distribución de las células inmunitarias y descubrieron que ciertos tipos de estas células eran más comunes en algunos tumores, especialmente en pacientes que habían recibido inmunoterapia. En tres casos, biopsias tomadas del mismo tumor con intervalos de 70 a 220 días revelaron variaciones en los niveles de células inmunitarias, específicamente linfocitos T y macrófagos. En dos de estos casos, la cantidad de estas células disminuyó con el tiempo, mientras que en el tercero se observó un aumento.
En otro estudio, hallaron que algunos subtipos agresivos de cáncer de mama contenían más células inmunitarias que otros, las cuales parecían «desgastarse» con el tiempo. Estas células expresaban la proteína CTLA4, que limita su capacidad de respuesta contra los tumores. Las terapias dirigidas a CTLA4 han mostrado resultados prometedores en el tratamiento de melanoma y cáncer de pulmón.
Reloj molecular
En este campo, otros avances han revelado cómo las células se vuelven cancerosas desde un inicio. En un estudio sobre cáncer colorrectal, desarrollaron un «reloj molecular» para rastrear el proceso por el cual las células normales comienzan a volverse «rebeldes» y a proliferar sin control en el intestino. Utilizaron análisis de células individuales junto con una herramienta de edición genética CRISPR para introducir mutaciones en el ADN de cada célula. La idea era que estas mutaciones funcionaron como marcas de tiempo, registrando la cronología de los cambios y divisiones de cada célula.
El equipo aplicó este enfoque a 418 pólipos de colon humanos y descubrió que hasta el 30% de estos pólipos se originaban a partir de varios tipos de células en lugar de una única célula. En el 60% de los casos, un grupo de células comenzó a «superar» a los demás a medida que el pólipo crecía, evolucionando hacia un tumor. Asimismo, dos estudios similares realizados en ratones, que incluyeron el análisis de 260.922 células individuales de 112 muestras de tejidos intestinales, confirmaron que una mezcla de células inicia colectivamente los tumores colorrectales.
Estos hallazgos desafían el pensamiento anterior de que los cánceres de colon se originan exclusivamente de células individuales rebeldes en el revestimiento intestinal. En cambio, sugieren que la complejidad celular juega un papel crucial en el desarrollo tumoral, lo que podría abrir nuevas oportunidades para el diagnóstico y la intervención temprana en esta enfermedad.
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