Cómo se adaptan los tumores cerebrales a través de ecosistemas complejos

A pesar de los avances en tecnología médica y una comprensión en constante evolución de los mecanismos de la progresión del cáncer, los investigadores y los clínicos se enfrentan a una letanía de desafíos en el camino hacia la búsqueda de una cura para las formas más agresivas de cáncer. Esto es particularmente cierto en el caso del glioblastoma multiforme, la forma más común y más agresiva de cáncer cerebral humano.

El glioblastoma es universalmente fatal. Algunas de las características más destructivas de estos tumores, como el crecimiento descontrolado e invasivo en tejidos sanos, hacen que esta forma de cáncer cerebral sea muy difícil de tratar. Las personas afectadas que se dejan sin tratar suelen sobrevivir solo unos pocos meses. El estándar de oro actual para el tratamiento es una combinación de cirugía, quimioterapia y radioterapia, pero esto rara vez aumenta la supervivencia de los pacientes. más de dos años A medida que los tumores más resistentes vuelven a crecer. La capacidad de las células para adaptarse, evolucionar y evadir permite que las células tumorales más resistentes desarrollen mecanismos de defensa contra el tratamiento convencional.

Las células cancerosas son tan únicas como los copos de nieve.

Para comprender cómo los tumores de glioblastoma pueden evolucionar para volverse más resistentes, es importante reconocer los tumores cerebrales no como tejidos uniformes, sino como poblaciones complejas de tipos celulares diversos, dinámicos y en transformación.

 

En tejidos sanos, un sistema coordinado de moléculas regula estrechamente la tasa de división celular y la expresión de los genes en respuesta a señales ambientales. En las células cancerosas, esta maquinaria se ve comprometida y las células comienzan a dividirse incontrolablemente y acumulan mutaciones genéticas. A medida que las células se reproducen, la identidad genética de la descendencia evoluciona con cada nueva división.


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También estamos encontrando cada vez más pruebas de que los tumores de glioblastoma son mantenidos por un pequeño escondite de células madre del cáncer. Estas son células resistentes que se dividen lentamente y son capaces de transformarse en muchos tipos de células diferentes en las condiciones adecuadas y de reconstruir tumores con nuevas células de diversos perfiles genéticos.

Muchos de estos tipos de células poseen rasgos para la supervivencia. Las células que se dividen rápidamente pueden escapar al tratamiento quirúrgico, por ejemplo, al crecer y replicando más profundamente en el cerebro donde un entorno más permisible les permite expandirse con menos amenazas para su bienestar. Estas células escapadas a menudo se difunden a través del cerebro mediante el secuestro y la migración a lo largo de los vasos sanguíneos. Esta invasión y migración coloca un tampón de tejido sano entre la masa tumoral y el bisturí del cirujano.

La cirugía también puede resistirse a través de un proceso conocido como angiogénesis, que es la producción de nuevos vasos sanguíneos señalizados por las células tumorales. para asegurar nuevas líneas de suministro de la nutrición. Muchas células dentro del tumor poseen una caja de herramientas de genes para señalar estos nuevos suministros.

Algunas células tumorales del cerebro también expresan genes tales como MGMT, Que otorga la capacidad de reparar el daño del ADN inducida por la quimioterapia y la derivación de la muerte celular programada. Teniendo en cuenta que temozolomida, el fármaco actual utilizado para tratar el glioblastoma, actúa dañando el ADN a través de un proceso conocido como metilación, las células que son positivas a MGMT pueden resistir los efectos del fármaco. Como las células tumorales fácilmente expuestas y aquellas que son sensibles a los medicamentos y la radiación se eliminan, las células con estos rasgos de supervivencia se seleccionan para la expansión y pueden convertirse en el tipo de célula dominante dentro de una masa tumoral.

Los tumores son ecosistemas escandalosos.

Al comparar el paisaje del tumor a un ecosistema, podemos aplicar una modelo evolutivo De adaptabilidad, presiones ambientales y selección. En un ecosistema, numerosas especies de plantas y animales compiten por recursos limitados, manteniendo un equilibrio de poder dinámico. Si interferimos con una especie, un competidor puede heredar una mayor parte de los recursos y tener más espacio para expandirse.

 

Estos principios pueden aplicarse al hábitat del tumor, ya que diferentes tipos de células cancerosas compiten por el espacio dentro del cerebro. De manera similar, las células dentro de un ecosistema tumoral siguen patrones que se asemejan al modelo darwiniano de selección natural. Las células en división pueden producir descendencia con mutaciones que las equipan con herramientas para promover la producción de nuevos vasos sanguíneos y dividirse más rápidamente. Esto les otorga una ventaja competitiva para asegurar los recursos y reproducirlos exitosamente.

tratamientos de nueva generación

Una comprensión actualizada del entorno del cáncer cerebral puede promover el descubrimiento de opciones de tratamiento matizadas en el futuro. Una estrategia de este tipo sería minimizar la evolución del tumor manteniendo a las células en un estado de respuesta lenta al tratamiento y en lugar de dirigirlas a la erradicación general. Para que esta estrategia se realice, los investigadores clínicos podrían investigar nuevas formas de detener la progresión del glioblastoma al identificar y manipular la maquinaria que permite que las células tumorales se adapten a su ecosistema.

A estudio reciente Usamos modelos de computadora de los mapas del genoma de la Proyecto Atlas del Genoma del Cáncer para identificar objetivos como ERBB2 o EGFR para los cuales los medicamentos o tratamientos contra el cáncer ya están disponibles actualmente o se encuentran en ensayos clínicos. Muchos de estos objetivos son bien conocidos en la investigación del cáncer como herramientas explotadas por las células tumorales para desarrollar una ventaja competitiva.

Centrarse en estos objetivos puede presentar una oportunidad para bloquear las capacidades de señalización para rasgos más agresivos sin matar las celdas y proporcionar más espacio para un retador. Esto esencialmente eliminaría una porción de células tumorales sin desequilibrar seriamente el ecosistema.

Se han realizado una serie de desarrollos interesantes en el área de inmunoterapia y la medicina personalizada a través de la secuenciación del genoma completo, pero esta tecnología está muy en su infancia. Una estrategia en la que la población de células de glioblastoma se mantiene perezosa y apaciguada en lugar de ser ruidosa y competitiva puede complementar los tratamientos actuales para mejorar la calidad de vida de los pacientes. Tal enfoque podría comprar a los pacientes unos años más mientras desarrollamos y refinamos la próxima generación de tratamiento.

La conversación

Darren Ó hAilín es candidato a doctor en medicina molecular en la Universidad de Friburgo .

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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