El 90% de las muertes relacionadas con el cáncer se dan una vez las células realizan la metástasis. Entender cómo las células se desplazan es crucial para descubrir nuevas dianas terapéuticas contra esta enfermedad. Un equipo multidisciplinar e internacional donde participa el Laboratorio de Fisiología Molecular del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida, Universitat Pompeu Fabra (MELIS-UPF), ha pasado seis años estudiando cómo estas células se desplazan y cómo se adaptan a la viscosidad.
Para conocer cómo las células metastásicas se desplazan, el equipo investigador ha diseñado soportes tridimensionales generados por bioingeniería y ha utilizado microscopía de alta resolución para observar los movimientos y la actividad eléctrica. Un primer estudio ha mostrado cómo el transporte de iones permite a las células cancerosas coger agua de la parte anterior y expulsarla por la posterior, para propulsarse. Y una segunda investigación ha señalado cómo, contrariamente a lo que se podría pensar, los fluidos más viscosos promueven la migración celular gracias a los cambios en el citoesqueleto.
“Las células tumorales pueden moverse en espacios confinados simplemente transfiriendo agua de la parte anterior a la posterior de la célula”
Miguel Valverde, MELIS-UPF
El equipo investigador ha observado que el encargado de producir la propulsión por agua es el transporte iónico que provocan el transportador de sodio/protón NHE1, concentrado en la parte delantera de la célula, y el canal de cloruro SWELL1 que se encuentra en la parte posterior. El canal NHE1 se encarga de promover el aumento de la presión osmótica, que permite la entrada de agua en la célula. Al mismo tiempo, este aumento activa SWELL1, que expulsa el agua, provocando el movimiento sin necesidad de que la célula establezca interacciones con el tejido que la envuelve.
En cuanto a la viscosidad, el equipo ha descubierto que, cuando las células detectan un medio viscoso, no solo responden modificando el citoesqueleto y los mecanismos motores, sino que también pueden desarrollar memoria a la exposición a este medio. Concretamente, la alta viscosidad es detectada por la actina del esqueleto celular, desencadenando una respuesta molecular. Esto activa el canal TRPV4, que también desencadena una serie de eventos que refuerzan el esqueleto y las proteínas motoras.
Estos trabajos aportan, por primera vez, información sobre cómo las células cancerosas y los tumores se diseminan y cómo responden a los cambios de viscosidad de los diferentes tejidos durante la progresión de la metástasis. “Creemos que las moléculas y la vía que identificamos en nuestro estudio se pueden usar como objetivos farmacológicos para posibles terapias contra el cáncer” concluye 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).
