Recente descoperiri ar putea contribui la dezvoltarea de noi strategii pentru tratamentul şi prevenirea metastazelor în cazul cancerului colorectal, care este al treilea cel mai frecvent cancer la nivel mondial şi a doua cauză principală a deceselor cauzate de cancer.
Un studiu condus de Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC) a investigat modul în care proprietăţile mecanice ale diferitelor tipuri de celule de cancer colorectal influenţează procesul de metastazare.
Studiul, care a utilizat organoizi tumorali derivaţi de la pacienţi, s-a axat pe celulele stem canceroase care exprimă proteina LGR5, un marker cheie în semnalizarea necesară pentru reînnoirea şi diferenţierea celulelor stem intestinale şi canceroase.
Rezultatele au arătat diferenţe semnificative în ceea ce priveşte proprietăţile mecanice între celulele care exprimă LGR5 (LGR5+) şi cele care nu o exprimă (LGR5-).
Mai exact, cercetătorii au observat că celulele care nu exprimă LGR5 sunt mai moi, mai puţin lipicioase şi se deplasează mai repede, ceea ce le face mai capabile să se îndepărteze de tumora principală.
În schimb, celulele care exprimă LGR5 sunt mai capabile să adere la pereţii vaselor de sânge şi să creeze goluri care le permit să invadeze alte ţesuturi, facilitând creşterea lor în noi locuri din organism, putând forma metastaze.
„Această tranziţie între aceste două tipuri de celule care lucrează împreună este un mecanism de adaptare care le ajută să reziste la schimbările fizice din micro-mediu şi facilitează progresia cancerului", explică Xavier Trepat, profesor de cercetare ICREA la IBEC.
Studiul, publicat în revista Nature Communications, arată că aceste diferenţe în ceea ce priveşte proprietăţile mecanice ale celulelor se datorează scăderii proteinelor ERM (ezrin, radixină şi moesină) care apare în celulele LGR5+.
Aceste proteine leagă membrana celulară de scheletul intern al celulei, afectând rigiditatea şi aderenţa acesteia.
Prin manipularea acestor proteine, echipa de cercetare a reuşit să inducă celulele LGR5+ şi LGR5- să se comporte în mod similar, confirmând rolul critic al ERM-urilor în diferenţele mecanice observate.
Organoid tumoral derivat de pacienţi cu cancer colorectal. Celulele LGR5+ sunt marcate cu roşu. Credit: Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC)
Sefora Conti, cercetător IBEC în grupul lui Trepat şi primul autor al studiului, explică faptul că au efectuat mai multe experimente pentru a testa efectul ERM.
„Am adăugat o proteină sintetică care imită funcţia ERM la celulele LGR5+ şi am observat că acestea au devenit imposibil de distins din punct de vedere mecanic de celulele LGR5-", spun el.
„Pe de altă parte, am redus expresia proteinelor ERM în celulele LGR5- şi, din nou, am observat că diferenţele lor mecanice faţă de celulele LGR5+ au fost reduse. Aceste rezultate demonstrează potenţialul proteinelor ERM ca ţintă terapeutică pentru a interfera cu procesul metastatic în cancerul colorectal", menţionează el.
În colaborare cu grupul lui Eduard Batlle de la Institutul de Cercetare în Biomedicină (IRB) din Barcelona, cercetătorii au analizat, de asemenea, modelele de expresie ale proteinelor ERM în celule individuale dintr-o cohortă de pacienţi şi au arătat că o reducere a acestor ERM este o caracteristică comună a tumorilor colorectale.
Celule individuale de tumori colorectale. Celulele LGR5+ sunt marcate cu roşu, în timp ce celulele LGR5- nu sunt marcate. Toate nucleele sunt marcate în albastru. Credit: Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC)
Aceste descoperiri ar putea contribui la dezvoltarea de noi strategii pentru tratamentul şi prevenirea metastazelor în cazul cancerului colorectal, care este al treilea cel mai frecvent cancer la nivel mondial şi a doua cauză principală a deceselor cauzate de cancer.
Lucrarea a fost realizată în colaborare cu Centrul de Reglementare Genomică (CRG) din Barcelona, Institutul de Cercetare în Biomedicină (IRB) din Barcelona, Institutul Max Planck pentru Ştiinţa Luminii din Erlangen, Germania, Laboratorul European de Biologie Moleculară (EMBL) din Heidelberg, Germania, Universitatea din Palermo, Italia, şi Centrul de Cercetare Príncipe Felipe (CIPF) din Valencia.
Foto: Organoid de tumori colorectale. Credit: Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC)
