Antes de probarse en animales o humanos, la mayoría de los medicamentos contra el cáncer se evalúan en células tumorales cultivadas en una placa de laboratorio. Sin embargo, en los últimos años, se ha dado cuenta cada vez más de que el entorno en el que crecen estas células no imita con precisiónentorno natural de un tumor, y que esta discrepancia podría producir resultados inexactos.
En un nuevo estudio, los biólogos del MIT analizaron la composición del líquido intersticial que normalmente rodea los tumores pancreáticos, y descubrieron que su composición de nutrientes es diferente de la del medio de cultivo utilizado normalmente para cultivar células cancerosas. También difiere de la sangre, quealimenta el fluido intersticial y elimina los productos de desecho.
Los resultados sugieren que el crecimiento de células cancerosas en un medio de cultivo más similar a este fluido podría ayudar a los investigadores a predecir mejor cómo los medicamentos experimentales afectarán a las células cancerosas, dice Matthew Vander Heiden, profesor asociado de biología en el MIT y miembro del Instituto Kochpara la investigación integral del cáncer.
"Es una especie de declaración obvia que el entorno del tumor es importante, pero creo que en la investigación del cáncer el péndulo se había inclinado tanto hacia los genes, las personas tendían a olvidar eso", dice Vander Heiden, uno de los autores principales del estudio.
Alex Muir, un ex postdoc del Instituto Koch que ahora es profesor asistente en la Universidad de Chicago, también es autor principal del artículo, que aparece en la edición del 16 de abril de la revista eLife . El autor principal del estudio es Mark Sullivan, un estudiante graduado del MIT.
El medio ambiente importa
Los científicos saben desde hace tiempo que las células cancerosas metabolizan los nutrientes de manera diferente a la mayoría de las otras células. Esta estrategia alternativa les ayuda a generar los componentes básicos que necesitan para seguir creciendo y dividiéndose, formando nuevas células cancerosas. En los últimos años, los científicos han tratado de desarrollar medicamentosque interfieren con estos procesos metabólicos, y uno de esos medicamentos fue aprobado para tratar la leucemia en 2017.
Un paso importante en el desarrollo de estos medicamentos es probarlos en células cancerosas que crecen en una placa de laboratorio. El medio de crecimiento que generalmente se usa para cultivar estas células incluye fuentes de carbono como glucosa, nitrógeno y otros nutrientes. Sin embargo, en elEn los últimos años, el laboratorio de Vander Heiden descubrió que las células cancerosas que crecen en este medio responden de manera diferente a los medicamentos que en los modelos de cáncer en ratones.
David Sabatini, miembro del Instituto Whitehead y profesor de biología en el MIT, también descubrió que los medicamentos afectan las células cancerosas de manera diferente si crecen en un medio que se asemeja a la composición de nutrientes del plasma humano, en lugar del medio de crecimiento tradicional.
"Ese trabajo, y resultados similares de un par de otros grupos en todo el mundo, sugirieron que el medio ambiente es muy importante", dice Vander Heiden. "Realmente fue una llamada de atención para nosotros saber realmente cómo encontrar las dependenciasde cáncer, tenemos que lograr el medio ambiente correcto "
Con ese fin, el equipo del MIT decidió investigar la composición del líquido intersticial, que baña el tejido y transporta nutrientes que se difunden desde la sangre que fluye a través de los capilares. Su composición no es idéntica a la de la sangre, y en los tumores, puedeser muy diferente porque los tumores a menudo tienen malas conexiones con el suministro de sangre.
Los investigadores decidieron centrarse en el cáncer de páncreas en parte porque se sabe que es particularmente privado de nutrientes. Después de aislar el líquido intersticial de los tumores de páncreas en ratones, los investigadores utilizaron la espectrometría de masas para medir las concentraciones de más de 100 nutrientes diferentes, ydescubrió que la composición del líquido intersticial es diferente de la de la sangre y de la del medio de cultivo que normalmente se usa para hacer crecer las células. Varios de los nutrientes que los investigadores encontraron agotados en el líquido intersticial tumoral son aminoácidos que son importantespara la función de las células inmunes, incluidas la arginina, el triptófano y la cistina.
No todos los nutrientes se agotaron en el líquido intersticial; algunos eran más abundantes, incluidos los aminoácidos glicina y glutamato, que se sabe que son producidos por algunas células cancerosas.
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Los investigadores también compararon los tumores que crecen en el páncreas y los pulmones y descubrieron que la composición del líquido intersticial puede variar según la ubicación de los tumores en el cuerpo y en el sitio donde se originó el tumor. También encontraron ligeras diferencias entre el líquidotumores circundantes que crecieron en la misma ubicación pero tenían una composición genética diferente; sin embargo, los factores genéticos probados no tuvieron un impacto tan grande como la ubicación del tumor.
"Eso probablemente dice que lo que determina qué nutrientes están en el medio ambiente depende en gran medida de las interacciones entre las células cancerosas y las células no cancerosas dentro del tumor", dice Vander Heiden.
Los científicos han descubierto previamente que esas células no cancerosas, incluidas las células estromales de apoyo y las células inmunes, pueden ser reclutadas por las células cancerosas para ayudar a rehacer el entorno alrededor del tumor para promover la supervivencia y propagación del cáncer.
El laboratorio de Vander Heiden y otros grupos de investigación ahora están trabajando en el desarrollo de un medio de cultivo que imite más de cerca la composición del líquido intersticial tumoral, para que puedan explorar si las células tumorales cultivadas en este entorno podrían usarse para generar predicciones más precisas de cómolos medicamentos contra el cáncer afectarán las células del cuerpo.
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Lustgarten, el Centro MIT para la Medicina de Precisión contra el Cáncer, Stand Up to Cancer, el Instituto Médico Howard Hughes y el Centro Ludwig en el MIT.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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