Los investigadores de la Universidad de Southampton han diseñado células con un 'circuito genético incorporado' que produce una molécula que inhibe la capacidad de los tumores para sobrevivir y crecer en su ambiente con poco oxígeno.
El circuito genético produce la maquinaria necesaria para la producción de un compuesto que inhibe una proteína que tiene un papel significativo y crítico en el crecimiento y la supervivencia de las células cancerosas. Esto da como resultado que las células cancerosas no puedan sobrevivir con poco oxígeno,microambiente tumoral bajo en nutrientes.
A medida que los tumores se desarrollan y crecen, superan rápidamente el suministro de oxígeno suministrado por los vasos sanguíneos existentes. Esto hace que las células cancerosas necesiten adaptarse al ambiente con poco oxígeno.
Para permitirles sobrevivir, adaptarse y crecer en entornos con bajo contenido de oxígeno o 'hipóxico', los tumores contienen niveles aumentados de una proteína llamada factor 1 inducible por hipoxia HIF-1. HIF-1 detecta niveles reducidos de oxígeno y desencadenantesmuchos cambios en la función celular, incluido un cambio en el metabolismo y el envío de señales para la formación de nuevos vasos sanguíneos. Se cree que los tumores secuestran principalmente la función de esta proteína HIF-1 para sobrevivir y crecer.
El profesor Ali Tavassoli, quien dirigió el estudio con su colega Dra. Ishna Mistry, explica: "En un esfuerzo por comprender mejor el papel del HIF-1 en el cáncer y demostrar el potencial para inhibir esta proteína en la terapia del cáncer, diseñamosuna línea celular humana con un circuito genético adicional que produce la molécula inhibidora de HIF-1 cuando se coloca en un entorno hipóxico.
"Hemos podido demostrar que las células manipuladas producen el inhibidor de HIF-1, y esta molécula inhibe la función de HIF-1 en las células, lo que limita la capacidad de estas células para sobrevivir y crecer en un nutriente limitadoentorno como se esperaba
"En un sentido más amplio, les hemos dado a estas células de ingeniería la capacidad de defenderse, para evitar que una proteína clave funcione en las células cancerosas. Esto abre la posibilidad de la producción y el uso de circuitos centinela, que producen otros bioactivoscompuestos en respuesta a cambios ambientales o celulares, para atacar una variedad de enfermedades, incluido el cáncer ".
El circuito genético se incorpora al cromosoma de una línea celular humana, que codifica la maquinaria de proteínas requerida para la producción de su inhibidor de péptido cíclico HIF-1. La producción del inhibidor de HIF-1 ocurre en respuesta a la hipoxia en estas célulasEl equipo de investigación demostró que incluso cuando se produce directamente en las células, esta molécula aún evita la señalización de HIF-1 y la adaptación asociada a la hipoxia en estas células.
El siguiente paso para los investigadores es demostrar la viabilidad de este enfoque para la producción y entrega de una molécula anticancerígena en un sistema modelo de tumor completo.
El profesor Tavassoli agrega: "La aplicación principal para este trabajo es que elimina la necesidad de la síntesis de nuestro inhibidor, de modo que los biólogos que realizan investigaciones sobre la función HIF pueden acceder fácilmente a nuestra molécula y, con suerte, descubrir más sobre el papel de HIF-1en el cáncer. Esto también nos permitirá comprender si la inhibición de la función HIF-1 por sí sola es suficiente para bloquear el crecimiento del cáncer en modelos relevantes. Otro aspecto interesante del trabajo es que demuestra la posibilidad de agregar nueva maquinaria a las células humanas para permitirles produciragentes terapéuticos en respuesta a señales de enfermedad "
El estudio, que fue financiado por Cancer Research UK y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas, se publica en la revista Biología Sintética ACS .
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Materiales proporcionado por Universidad de Southampton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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