Las imágenes ópticas destacan las interacciones metabólicas que hacen que las células tumorales pancreáticas crezcan

El cáncer de páncreas es un cáncer poco frecuente, pero elusivo y mortal, con una tasa de supervivencia a cinco años de alrededor del 10%. Si el cáncer ha hecho metástasis, esa tasa se reduce al 3%. Y las opciones de tratamiento son extremadamente limitadas.

«Es uno de los cánceres más aterradores porque una vez que descubres que una persona tiene cáncer de páncreas, a menudo es demasiado tarde porque no hay síntomas», dice Rupsa Datta, científica asistente en Skala Lab. «La tasa de supervivencia es tan baja porque en ese momento, realmente no puedes hacer nada».

El laboratorio de Skala utiliza imágenes ópticas avanzadas para estudiar la actividad metabólica que conduce al crecimiento del tumor, con la esperanza de que una mejor comprensión del microambiente del tumor pueda conducir a nuevas terapias y tratamientos.

En una investigación publicada hoy en la revista Avances de la ciencia, Datta y sus colegas describen cómo las células cancerosas pueden secuestrar la actividad metabólica de ciertas células no cancerosas en el páncreas para impulsar el crecimiento del tumor.

Cuando las células cancerosas comienzan a proliferar, una parte integral del microambiente tumoral es la matriz extracelular (MEC), una red de moléculas que ayudan a brindar estructura a las células que componen un órgano como el páncreas.

Las células no cancerosas también existen en la MEC, como células inmunitarias, fibroblastos y células de apoyo específicas de órganos, como las células estrelladas pancreáticas (PSC).

Son las interacciones entre las células cancerosas y estas PSC las que son clave para la proliferación y supervivencia del cáncer, dice Datta.

«Las células cancerosas pueden reclutar esas células no cancerosas para que trabajen para ellas», dice ella. «Es como si estuvieran bajo el hechizo de la célula cancerosa. Les traerán nutrientes y otras cosas para que la célula cancerosa pueda sobrevivir».

Los investigadores combinaron células de cáncer de páncreas y PSC en un modelo organoide, un entorno de cultivo de células en 3D dentro de una estructura de matriz similar a un gel que imita más de cerca la biología de un órgano vivo o tumor.

Las imágenes metabólicas ópticas permiten a los investigadores visualizar y medir las interacciones metabólicas entre las células en tiempo real. La técnica no es invasiva y no tiene etiquetas, lo que significa que utiliza la autofluorescencia innata de las células como lectura en lugar de agregar otros reactivos que dañarían las células.

Los cambios en el metabolismo se miden por el estado de reducción-oxidación de las células, o estado redox, que fluctúa a medida que los electrones se transfieren entre las moléculas dentro de una célula para ayudarlas a crecer y dividirse.

«Descubrimos que cuando estas células no cancerosas están presentes, el estado redox de las células cancerosas se oxida más y avanza hacia la proliferación», dice Datta. «Cuando las PSC tocaban las células cancerosas, se reducían más».

Esta transferencia entre células sugiere que las células cancerosas pueden estar superando su limitación redox de proliferación celular al interactuar directamente con las PSC y explotar el proceso metabólico para apoyar el crecimiento del cáncer.

Todavía se desconoce exactamente cómo la interacción física entre estas células conduce a cambios en el estado redox. Pero Datta espera que una mayor comprensión de estas interacciones finalmente conduzca a terapias dirigidas que prevendrían la proliferación de células cancerosas y el desarrollo de tumores.

Para este estudio, Skala Lab colaboró ​​estrechamente con el biólogo del cáncer Matt Vander Heiden y su laboratorio en el Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), con fondos de la organización sin fines de lucro Stand Up to Cancer (SU2C).

«La mayoría de nuestros colaboradores están en Wisconsin, pero esta fue una colaboración a larga distancia, así que gracias a la subvención, pude viajar a su laboratorio y ellos también pudieron venir aquí», dice Datta. «Fue un proyecto muy interesante porque tenemos experiencia en diferentes campos. Y ambos necesitamos responder estas preguntas».

Datta dice que mientras Skala Lab desarrolló las técnicas de imagen avanzadas para obtener estas mediciones metabólicas, Vander Heiden Lab fue fundamental para configurar el modelo organoide y poner los datos en perspectiva biológica y relevancia en el campo del cáncer.

«Espero que este documento muestre el poder de nuestra técnica. Sin embargo, si más laboratorios de cáncer la adoptaran, todavía tendrían que colaborar con laboratorios como el nuestro con experiencia en imágenes», agrega. «¡Pero nos encanta colaborar!»