El 90% de les morts relacionades amb el càncer es donen un cop les cèl·lules fan metàstasi. Entendre com les cèl·lules es desplacen, és crucial per a descobrir noves dianes terapèutiques contra aquesta malaltia. Un equip multidisciplinar i internacional que inclou el Laboratori de Fisiologia Molecular del Departament de Medicina i Ciències de la Vida, Universitat Pompeu Fabra (MELIS-UPF), ha passat sis anys estudiant com aquestes cèl·lules es desplacen i com s’adapten a la viscositat.
Per a conèixer com les cèl·lules metastàtiques es desplacen, l’equip investigador ha dissenyat suports tridimensionals generats per bioenginyeria i ha utilitzat microscòpia d’alta resolució per observar els moviments i l’activitat elèctrica. Un primer estudi ha mostrat com el transport d’ions permet a les cèl·lules canceroses agafar aigua de la part anterior i expulsar-la en la posterior, per a propulsar-se. I una segona investigació ha assenyalat com, contràriament al que es podria pensar, els fluids més viscosos promouen la migració cel·lular gràcies als canvis en el citoesquelet.
“Les cèl·lules tumorals poden moure’s en espais confinats simplement transferint aigua de la part anterior a la posterior de la cèl·lula”
Miguel Valverde, MELIS-UPF
L’equip investigador ha observat que l’encarregat de produir la propulsió per aigua és el transport iònic que provoquen el transportador de sodi/protó NHE1, concentrat a la part davantera de la cèl·lula, i el canal de clorur SWELL1 que es troba a la part posterior. El canal NHE1 s’encarrega de promoure l’augment de la pressió osmòtica, que permet l’entrada d’aigua a la cèl·lula. Al mateix temps, aquest augment activa SWELL1, que expulsa l’aigua, provocant el moviment sense necessitat que la cèl·lula estableixi interaccions amb el teixit que l’envolta.
Pel que fa la viscositat, l’equip ha descobert que, quan les cèl·lules detecten un medi viscós, no només responen modificant el citoesquelet i els mecanismes motors, sinó que també poden desenvolupar memòria a l’exposició a aquest medi. Concretament, l’alta viscositat és detectada per l’actina de l’esquelet cel·lular, desencadenant una resposta molecular. Això activa el canal TRPV4, que també desencadena una sèrie d’esdeveniments que reforcen l’esquelet i les proteïnes motores.
Aquests treballs aporten, per primer cop, informació sobre com les cèl·lules canceroses i els tumors es disseminen i com responen als canvis de viscositat dels diferents teixits durant la progressió de la metàstasi. “Creiem que les molècules i la via que identifiquem al nostre estudi es poden fer servir com a objectius farmacològics per a possibles teràpies contra el càncer” conclou Miguel Valverde, investigador del MELIS-UPF.
- Yuqi Zhang, Yizeng Li, Keyata N. Thompson, Konstantin Stoletov, Qinling Yuan, Kaustav Bera, Se Jong Lee, Runchen Zhao, Alexander Kiepas, Yao Wang, Panagiotis Mistriotis, Selma A. Serra, John D. Lewis, Miguel A. Valverde, Stuart S. Martin, Sean X. Sun & Konstantinos Konstantopoulos. 2022. Polarized NHE1 and SWELL1 regulate migration direction, efficiency and metastasis. Nature Communications volume 13, Article number: 6128. Doi: 10.1038/s41467-022-33683-1.
- Kaustav Bera, Alex Kiepas, Inês Godet, Yizeng Li, Pranav Mehta, Brent Ifemembi, Colin D. Paul, Anindya Sen, Selma A. Serra, Konstantin Stoletov, Jiaxiang Tao, Gabriel Shatkin, Se Jong Lee, Yuqi Zhang, Adrianna Boen, Panagiotis Mistriotis, Daniele M. Gilkes, John D. Lewis, Chen-Ming Fan, Andrew P. Feinberg, Miguel A. Valverde, Sean X. Sun, Konstantinos Konstantopoulos. 20222. Extracellular fluid viscosity enhances cell migration and cancer dissemination. Nature (2022).
