Células tumorales agresivas dejan un rastro en su entorno que afecta a la propagación del cáncer

Iowa City, Iowa - El ambiente alrededor y entre las células se conoce como la matriz extracelular y está llena de moléculas que juegan un papel importante en la forma en los tejidos se ven y se comportan. En un nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Iowa y sus colaboradores han demostrado que las células de melanoma altamente agresivos interactúan con esta matriz de manera diferente que las células de melanoma menos agresivos. Estas diferencias pueden tener implicaciones importantes para el diagnóstico y tratamiento del melanoma, así como otros tipos de cánceres agresivos.

Los investigadores encontraron que las células del melanoma agresivo establecen una pista molecular a medida que interactúan con su matriz extracelular. Estas pistas parecen contener información y señales que, al igual que las migas de pan en un camino, contienen información e instrucciones que pueden ser interpretadas por las células tumorales menos agresivos. Estas señales pueden persistir en la matriz mucho después de que las células tumorales agresivas se han movido y luego hacer que las células menos agresivos, que se mueven en este ámbito, a ser más agresivo.

El equipo de IU, encabezada por Mary JC Hendrix, Ph.D., el profesor Kate Daum Investigación y jefe de anatomía y biología celular, y director adjunto del Centro de Cáncer Integral de Holden en la interfaz de usuario, colaboró ??con investigadores del Instituto Scripps de Investigación en La Jolla, Calif., y los investigadores del Instituto Nacional del Genoma Humano y el Instituto Nacional del Cáncer, las dos partes de los Institutos Nacionales de Salud, en Bethesda, Md.

Sus resultados de la investigación se presentan en la edición del 01 de septiembre de la revista Cancer Research. Imágenes del estudio se presentan en la portada de la revista.

"Queríamos saber lo que estas células cancerosas agresivas estaban haciendo a su entorno de la matriz extracelular," dijo Richard EB Seftor, Ph.D., científico investigador en el laboratorio y el autor principal de Hendrix del papel. "Hemos encontrado que las células del melanoma agresivas podrían alterar su entorno y hacer que otras células de melanoma menos agresivos para actuar de manera más agresiva."

Al igual que en el ejemplo de la remodelación de su casa, las células remodelar su entorno extracelular tanto por derribo y la construcción de la estructura física en que viven. Uno de los pilares fundamentales de la matriz extracelular de construcción se produce por las células y es una familia de proteínas llamadas lamininas.

Otras proteínas producidas por las células, llamadas metaloproteinasas de matriz (MMP), actúan para descomponer y remodelar la matriz extracelular. La interacción de la creación y romper la matriz extracelular por las células juega un papel importante en cómo las heridas se curan, cómo el cáncer se disemina a través del cuerpo (metástasis) y la forma del cuerpo frente a la inflamación.

Ciertos miembros de la familia de las proteínas MMP contribuyen a la agresividad de las células cancerosas. MMPs son importantes para ayudar a las células tumorales dejan un tumor primario y se mueven dentro y fuera de la sangre del cuerpo (y la linfa) los buques. Después de entrar en estos vasos, las células tumorales pueden viajar a partes distantes del cuerpo y comenzar a crecer en nuevos tejidos.

La capacidad de propagarse a través del cuerpo e invaden nuevos tejidos son dos características que definen a un cáncer más agresivo y peligroso. Además, las células tumorales agresivas pueden imitar otros tipos de células, tales como las células que forman redes vasculares en el cuerpo (un proceso llamado mimetismo vasculogénica), mientras que las células tumorales menos agresivos no forman estas redes.

"Nuestra investigación apunta a definir las interacciones complejas entre ciertas metaloproteinasas de la matriz producida por las células cancerosas agresivas, y una molécula específica de la matriz extracelular llamado laminina 5, gamma 2 de la cadena", dijo Hendrix. "Encontramos que este laminina en particular se produce casi exclusivamente por agresivo, en comparación con las células del melanoma, agresivos mal. Por otra parte, también se encontraron dos MMP específicas (MMP-2 y MMP-14) para estar en los niveles más altos en las células agresivas ".

El estudio mostró que las interacciones entre estos dos MMPs y esta proteína laminina en particular, hecho por las células tumorales agresivas, dieron como resultado una ruptura de la laminina en fragmentos que fueron depositados en pistas discretas en la matriz extracelular. Sin embargo, si se les impidió las MMP se descomponga la proteína laminina, a continuación, las células tumorales agresivas podrían no participar en el mimetismo vasculogénica.

Un hallazgo clave fue que si las células de melanoma agresivos se cultivaron en la matriz por sólo un corto período de tiempo y luego se retira, las células de melanoma menos agresivos poner en esta matriz se indujeron a participar en el mimetismo vasculogénica. Se hizo evidente que los fragmentos de la laminina establecen en la matriz por las células tumorales agresivas estaban dirigiendo la actividad de las células tumorales menos agresivos que siguieron.

"Estos resultados muestran la importancia de las interacciones específicas de determinadas moléculas en la matriz para apoyar y perpetuar la invasión y migración de las células tumorales mucho después de que las células tumorales agresivas originales han pasado a través de la matriz", dijo Hendrix. "Las implicaciones de este estudio sugieren que la matriz de los tumores podría servir como un excelente objetivo para inhibir las señales de células tumorales, que controlan la invasión y la metástasis."

"Además de encontrar maneras de tratar las células cancerosas a sí mismos, también tenemos que estar preocupados con la forma agresiva de cáncer de células alterar su matriz extracelular y los efectos que esto podría tener sobre las poblaciones posteriores de células menos agresivos, que entran en este entorno," Seftor añadido .

Además de Hendrix y Seftor, los investigadores de interfaz de usuario en el equipo incluyen Elisabeth A. Seftor y Lynn MG Gardner. Los investigadores del Instituto de Investigación Scripps incluyen Vito Quaranta, MD, y sus colegas, Naohiko Koshikawa, Ph.D. y Martin Bilban, Ph.D. Paul Meltzer, MD, Ph.D., del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano y William G. Stetler-Stevenson, MD, Ph.D., del Instituto Nacional del Cáncer también fueron parte del equipo de investigación.