En la naturaleza se encuentran unos pequeñísimos organismos unicelulares que logran adaptarse a casi cualquier ambiente, por lo que su estudio brinda datos novedosos para la ciencia, la ingeniería, la medicina, entre muchas otras áreas.

Salgamos de la Tierra por un momento. Usemos nuestra imaginación y formemos parte de una misión espacial que colonizará un planeta que se ubica fuera de nuestro sistema solar, dentro de una iniciativa mundial para llevar a la humanidad hasta los confines del espacio y extender nuestra existencia.

Pero para poder llegar a participar en semejante proyecto tuvieron que realizarse un sin fin de investigaciones que permitieran al grupo de colonizadores contar con las estrategias idóneas para adaptarse al entorno que los recibirá; ¿cómo acostumbrarnos al nuevo hábitat? ¿cómo producir alimentos? ¿cómo afecta a la reproducción?

Siguiendo estos ejemplos, podemos plantearnos que una de las condiciones que podríamos identificar como fundamental es que en el planeta destino debería existir agua, pues a partir de la presencia de dicho recurso natural es que la vida como la que conocemos puede germinar y evolucionar.

Las respuestas a este tipo de interrogantes se pueden obtener al analizar el comportamiento de muchas especies presentes en la Tierra, pues así se logra determinar cómo se adaptan y sobreviven en múltiples ambientes con condiciones climáticas diferentes.

Tal es el caso de los myxomycetes, un grupo de microorganismos mejor conocidos como amebas, que han generado gran interés entre la comunidad científica especialmente en aquellos sectores ligados con la ingeniería, la inteligencia artificial, la física, la química y la medicina, entre otros, pues cuentan con características biológicas muy particulares que otros organismos no tienen.

Y precisamente, Costa Rica se convirtió en un centro de estudio de los myxomycetes durante una semana en el mes de febrero pasado, cuando un grupo de 45 científicos provenientes de 15 países compartieron sus trabajos y estrecharon vínculos con el objetivo de impulsar su investigación.

Se trató del X Congreso internacional sobre sistemática y ecología de myxomycetes (ICSEM), que se llevó a cabo en la Sede del Atlántico de la Universidad de Costa Rica (UCR) y que contó como su principal organizador al Dr. Carlos Rojas Alvarado, docente de la Escuela de Ingeniería de Biosistemas (EIB) e investigador de la Unidad de Recursos Forestales (Reforesta) del Instituto de investigaciones en Ingeniería (INII), junto con la colaboración de Pedro Rojas Camacho, técnico de laboratorio de Reforesta.

Un vistazo a un mundo en evolución

A pesar de que son microorganismos unicelulares, los myxomycetes tienen la capacidad de formar grandes estructuras que tienen algunas características propias de organismos multicelulares, explicó el Dr. Rojas, de ahí la importancia de su análisis.

Quienes nos dedicamos a estudiar estos organismos lo que hacemos es descifrar mediante la matemática la forma en que toman decisiones, para posteriormente transformar esa información en algoritmos que puedan ser aplicados en dispositivos, como en vehículos aéreos no tripulados o en robots, para que tomen decisiones de manera correcta por sí mismos, indicó este experto de la UCR.

En el país un grupo de investigadores de la Escuela de Biología de la UCR se centraron en analizar desde la década de los años 60 la manera en que viven los myxomycetes y desde ahí se ha mantenido una larga tradición de estudio hasta nuestros días.

Por el momento en Reforesta nos hemos centrado en investigar las señales matemáticas relacionadas con la ecología de estos organismos, para el eventual desarrollo de aplicaciones en el campo de la ingeniera ambiental o la ingeniería ecológica, comentó el Dr. Rojas.

Sin embargo, el estudio de los myxomycetes podría darnos información con la que logremos unir los eslabones necesarios que permitan a la humanidad trascender sus fronteras.

El Dr. Arturo Estrada Torres, profesor y experto del Centro de Investigación en Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Tlaxcala (UATx), en México, indicó que estos microorganismos forman parte importante en la cadena alimenticia microbiana, pues se alimentan de bacterias, hongos, levaduras y algas, y a su vez son consumidos por insectos, moluscos, ácaros y otros.

Nuestro interés es poder descifrar y entender las diversas estrategias que han utilizado para enfrentarse a su entorno, alimentarse y reproducirse; prácticamente no han cambiado a través del tiempo y eso es muy interesante para la ciencia, acotó el Dr. Estrada.

Este especialista añadió que este ICSEM que se realizó en Costa Rica tuvo un valor significativo para los científicos, ya que a la región latinoamericana se le considera como un lugar clave para el mantenimiento de la ecología, los patrones de distribución y las relaciones de parentescos que hay entre los diferentes myxomycetes, ellos han desarrollado estrategias de adaptación importantes en condiciones que difícilmente se pueden recrear en otras zonas del mundo, aseveró el Dr. Estrada.

Para aprovechar estas características, la organización del ICSEM incluyó una gira de campo para visitar áreas cercanas a la Sede del Atlántico en donde se pudieran buscar y apreciar a estos microorganismos en su hábitat natural.

Al respecto el Dr. Carlos Lado Rodríguez, jefe del Departamento de Micología del Real Jardín Botánico de España, señaló que en Latinoamérica se encuentran desde selvas y bosques, en donde hay mucha agua, hasta desiertos y salares muy secos en donde logran estudiar a los myxomycetes allí presentes y determinar cómo se las ingenian para sobrevivir en dichos entornos.

Es esencial para ellos tener agua, pero lo curioso es conocer cómo logran hallarse en zonas desérticas, en donde lo que hacen es colonizar el interior de plantas como los cactus. Existe una gran diversidad morfológica de estos microorganismos, formas, colores y tamaños; son realmente muy llamativos y atractivos, se conocen más de 1 100 especies en todo el mundo y están en todos los ambientes, mencionó el Dr. Lado.

Finalmente, este científico español recordó que los primeros datos que se han encontrado sobre los myxomycetes son algunas ilustraciones hechas en el siglo XVII, pero es durante la segunda mitad del siglo XIX cuando inician las investigaciones científicas más profundas.

Las claves para poder extender la civilización humana más allá de las estrellas están en la naturaleza de nuestro planeta, solo es cuestión de luchar para preservarla y continuar investigando sus secretos.

junio 12/2020 (Dicyt)

Un equipo de investigadores con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descrito la maquinaria de infección de una bacteria causante de patologías urogenitales, que está desarrollando resistencia a la mayoría de antibióticos.

El trabajo, publicado en Nature Communications, permite entender mejor el mecanismo molecular que inicia la infección por parte de este patógeno. Eso podría ayudar a desarrollar estrategias terapéuticas diferentes de los antibióticos, para los que las bacterias están creando multiresistencia. Estas estrategias se basarían en identificar moléculas capaces de bloquear el sitio de unión de los receptores humanos y así poder detener la capacidad de adhesión del patógeno durante la infección.

Mycoplasma genitalium es una bacteria de transmisión sexual, responsable de diversas patologías del tracto urogenital. Es uno de los principales causantes de uretritis en hombres, y de cervicitis y enfermedad inflamatoria pélvica en mujeres. También se ha asociado a casos de parto prematuro y aborto espontáneo. Se estima que más del 1 % de la población adulta está infectada por esta bacteria.

El estudio, liderado por científicos del Instituto de Biología Molecular de Barcelona del CSIC (IBMB-CSIC), con la colaboración de científicos de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), ha conseguido descifrar la estructura del complejo de adhesión de M. genitalium, denominado Nap. Este complejo, formado por diferentes proteínas que interactúan, es esencial para la adhesión de la bacteria a las células epiteliales humanas y causar la infección.

En estudios previos, los mismos investigadores revelaron el papel central de la proteína P110 en la adhesión de la bacteria a las células humanas, un paso esencial para iniciar la infección. Ahora, los científicos describen cómo las dos proteínas del complejo de adhesión, P110 y P140, cooperan para que la bacteria pueda colonizar la mucosa urogenital, diseminarse y establecer infecciones crónicas y de difícil tratamiento.

Los resultados de la investigación, que se publica en Nature Communications,  revelan las diferentes conformaciones que adopta el Nap, que corresponden con los estados ?abierto? o ?cerrado?, y que determinan que el complejo pueda unirse o no a los receptores de las células epiteliales humanas. Este mecanismo es vital para que, una vez la bacteria se ha unido al receptor celular, pueda desplazarse por la superficie de las células. Se trata de un mecanismo que no se había descrito hasta la fecha a nivel molecular.

El trabajo está liderado por Ignacio Fita, del IBMB-CSIC, Oscar Quijada Pich de la UAB e investigador del Hospital Parc Taulí de Sabadell, y Achilleas S. Frangakis del Instituto Buchman de Investigación en Ciencias Moleculares de la Vida, de Alemania. El primer autor del trabajo es David Aparicio, investigador postdoctoral del IBMB-CSIC. También han participado las investigadoras Margot P. Scheffer (Frankfurt) y Marina Marcos Silva (UAB).

Oculta o descubre el punto de adhesión a la célula humana

El mecanismo de adhesión de la bacteria a las células epiteliales humanas requiere de la presencia del complejo Nap y de su capacidad de adoptar diferentes conformaciones’, explica David Aparicio. Este cambio de conformaciones es posible porque el Nap presenta una arquitectura similar a un trébol de cuatro hojas, con dos P110 y dos P140, que muestra una alta plasticidad, una característica que posibilita la adhesión reversible a los receptores y el desplazamiento de la bacteria.

Los científicos revelan en este trabajo, por un lado, la estructura tridimensional de la proteína P140, desconocida hasta ahora. Por otro lado, la estructura del complejo de adhesión con ambas proteínas, P110 y P140, en dos situaciones distintas: cuando la bacteria se adhiere a una célula humana y cuando se libera de ella.

El Nap, dice Margot P. Scheffer, presenta dos conformaciones, una ?cerrada?, que se da cuando el sitio de unión de la proteína P110 está oculto, y otra ?abierta?, cuando el sitio de unión está accesible. La posición abierta permite la adhesión de la bacteria a la célula, y la cerrada, la liberación del receptor para ayudar en la generación del movimiento.

Para verificarlo, los científicos han realizado mutaciones en sitios concretos del complejo y han demostrado que si se altera esa estructura se impide la adhesión y el proceso de infección. La caracterización de mutantes de M. genitalium nos permite entender el papel que desempeña cada una de las piezas de la maquinaria de adhesión de este patógeno, comenta Marina Marcos Silva. Las mutaciones que introducimos de manera dirigida nos revelan qué funciones del Nap se pierden y cuáles se conservan, aportando información específica sobre la mecánica de la adhesión a nivel molecular.

junio 12/2020 (Dicyt)

 Referencia bibliográfica 

Aparicio et al. Structure and mechanism of the Nap adhesion complex from the human pathogen Mycoplasma genitalium. Nature communications. DOI: 10.1038/s41467-020-16511-2

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston (BUSM) han descubierto que un escáner ocular especializado que mide con precisión las señales espectroscópicas de las proteínas en la lente del ojo puede detectar y rastrear el envejecimiento biológico en la vida humana.

Todas las personas envejecen, pero lo hacen a diferentes velocidades, algunas más rápidas y otras más lentas. Si bien esta observación es de conocimiento común, no existe una medida universalmente aceptada del envejecimiento biológico.

Se han propuesto y probado numerosas métricas relacionadas con el envejecimiento, pero hasta la fecha no se había identificado ningún marcador o se ha desarrollado un método no invasivo que pueda medir y rastrear con precisión el envejecimiento biológico en los individuos.

En lo que se cree que es el primer estudio de este tipo, los investigadores han desarrollan un escáner ocular que detecta el envejecimiento molecular.

Según explican, la edad cronológica no mide adecuadamente la variación individual en la tasa de envejecimiento biológico. La ausencia de herramientas clínicas y métricas para evaluar cuantitativamente cómo cada persona envejece a nivel molecular representa un impedimento importante para comprender el envejecimiento y maximizar la salud a lo largo de la vida, explica el autor correspondiente Lee E. Goldstein, profesor asociado de Neurología, Patología y Medicina de Laboratorio, Psiquiatría y Oftalmología en BUSM.

La lente contiene proteínas que acumulan cambios relacionados con el envejecimiento a lo largo de la vida. Estas proteínas de la lente proporcionan un registro permanente del historial de envejecimiento de cada persona, explica. Nuestro escáner ocular puede decodificar este registro de cómo una persona está envejeciendo a nivel molecular.

Los investigadores creen que estos resultados allanan el camino para una herramienta clínica potencialmente transformadora para la evaluación objetiva y el seguimiento del envejecimiento molecular en humanos.

El marco para la implementación clínica de esta tecnología para medir el envejecimiento molecular es similar a otros biomarcadores clínicos recientemente adoptados, que incluyen imágenes cerebrales PET para la enfermedad de Alzheimer, densitometría ósea para osteoporosis y análisis de sangre en suero para diabetes mellitus, agrega Goldstein, quien también tiene un cargo en el Boston University College of Engineering.

Si bien se han desarrollado baterías de prueba grandes que incorporan métricas compuestas para rastrear el envejecimiento humano, estas están muy alejadas de los mecanismos moleculares subyacentes del envejecimiento y no son adecuadas para la atención médica longitudinal personalizada.

Por el contrario, la tecnología de escaneo ocular que sondea la proteína de la lente ofrece una técnica rápida, no invasiva y objetiva para la medición directa del envejecimiento molecular que puede implementarse de manera fácil, rápida y segura en el punto de atención, precisa. Dicha métrica ofrece el potencial para una atención médica de precisión a lo largo de la vida.

junio 12/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. .

Un estudio nacional encabezado por investigadores del Campus de Soria de la UVa sugiere que determinados alimentos contribuirían a evitar situaciones de riesgo para los atletas en estas pruebas tan exigentes.

El daño muscular inducido por el ejercicio, así como el estrés cardiaco, es un factor limitante en la práctica deportiva, sobre todo en las especialidades que conllevan mucha contracción excéntrica, el movimiento muscular de extensión del músculo, como es el caso de la maratón.

La alimentación juega un papel clave en la preparación y disputa de las modalidades deportivas de resistencia, no solo para optimizar el rendimiento, sino también para garantizar la práctica deportiva en un estado óptimo de salud y evitar situaciones de riesgo. Los deportistas deben conocer sus necesidades de energía y qué proporción de los diferentes sustratos energéticos deben ingerir.

En este sentido, una adecuada cantidad de algunos nutrientes, como hidratos de carbono junto a proteínas, pueden retrasar o recuperar el daño muscular. Pero hasta ahora no había estudios que relacionaran esta situación con la ingesta concreta de determinados alimentos durante la semana anterior a una maratón.

Tal y como detalla Mielgo Ayuso, lo habitual en nutrición deportiva es fijarse en el contenido nutricional, hidratos de carbono, proteínas, grasas, vitaminas y minerales, más que en los alimentos que los contienen, verduras, carnes, pescados,y otros. Así, aunque las recomendaciones nutricionales están bien establecidas para los días previos de una maratón, no se han precisado bien los productos que estos deportistas deben tomar.

Un total de 69 corredores amateur

Con el fin de establecer qué alimentos son los más adecuados para paliar el daño muscular inducido por el ejercicio y el estrés cardiaco que se produce en una prueba tan exigente, los investigadores estudiaron un grupo de 69 hombres practicantes de maratón a nivel amateur que corrieron el Rock?n?Roll Madrid Marathon en abril de 2016.

A los corredores se les controló durante la semana anterior a la maratón todo cuanto comían. También todo lo que tomaron durante la carrera. Al finalizar la maratón se les extrajo sangre con el fin de comprobar los valores de daño muscular y estrés cardiaco que tuvieron durante la carrera. Con todos estos datos se realizaron pruebas estadísticas para comprobar la asociación de los grupos de alimentos tomados durante la semana previa con el daño muscular y cardiaco presentado al final de la maratón.

Mejor aceite de oliva que mantequilla

Los resultados publicados en la revista Nutrients, nos precisa el investigador de la Universidad de Valladolid (UVa) indican que los vegetales y el pescado, frente a la ingesta de carne, inducen a tener un menor daño muscular al final de la carrera. Por otro lado, la ingesta de aceite de oliva y de pescado, al contrario de la mantequilla, las carnes grasas y los alimentos de pastelería, inducen un menor estrés cardiaco.

Según los datos obtenidos en este estudio, más allá de asegurar los objetivos nutricionales para garantizar unos depósitos de glucógeno repletos y tener menos daño muscular y estrés cardiaco al final de una maratón, los corredores deben priorizar la ingesta de pescado sobre la carne como fuente de proteína, y el aceite de oliva sobre la mantequilla como fuente de grasas, además de minimizar el consumo de carne grasa y de pastelería durante la semana antes de una prueba, detalla Mielgo Ayuso. Asimismo, concluye, se deberían incluir alimentos de origen vegetal como frutas, cereales y patatas o legumbres como fuentes de carbohidratos.

junio 12/2020 (Dicyt)

Referencia

Mielgo-Ayuso, J., Calleja-González, J., Refoyo, I., León-Guereño, P., Cordova, A., & Del Coso, J. (2020). Exercise-Induced Muscle Damage and Cardiac Stress During a Marathon Could be Associated with Dietary Intake During the Week Before the Race. Nutrients, 12(2), 316.

Una nueva investigación ha comprobado que las personas con vías aéreas pequeñas en relación con el tamaño de sus pulmones pueden tener una capacidad respiratoria más baja y, en consecuencia, un mayor riesgo de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), incluso si no fuman o tienen otros factores de riesgo. El estudio, financiado en parte por el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (NHLBI), parte de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, se publica en la revista JAMA.

La enfermedad obstructiva crónica (EPOC), una afección pulmonar debilitante, a menudo se desarrolla como resultado del tabaquismo, pero los investigadores se han preguntado por qué casi un tercio de los casos ocurren en personas que nunca fumaron. Ahora pueden finalmente tener una respuesta, y puede estar relacionada con el desarrollo de los pulmones en ciertas personas.

Este trabajo, derivado del análisis cuidadoso de imágenes pulmonares de pacientes con EPOC, muestra que un desarrollo pulmonar anormal puede representar una gran proporción del riesgo de EPOC entre los adultos mayores, señala James Kiley, director de la División de NHLBI de Enfermedades pulmonares-. Se necesita más investigación para comprender qué impulsa este hecho y para idear posibles intervenciones’.

La EPOC causa el bloqueo del flujo de aire y problemas relacionados con la respiración que pueden limitar severamente las actividades cotidianas de una persona. El tabaquismo, el asma o la contaminación del aire representan muchos casos de EPOC, pero hasta el 30 % de los casos ocurren en personas que nunca fumaron, y solo una minoría de los fumadores empedernidos desarrollan la enfermedad, lo que sugiere que hay otros factores de riesgo en juego.

Investigaciones previas ofrecieron una pista sobre una posible causa, y descubrieron que aproximadamente la mitad de los adultos mayores con EPOC parecían tener una función pulmonar baja al principio de la vida. El doctor Benjamin Smith, médico pulmonar del Departamento de Medicina del Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia, en la ciudad de Nueva York, que participó en el nuevo estudio, explica el fenómeno.

Cuando las personas respiran, mueven el aire a través de sus vías respiratorias, comenzando con la tráquea o tráquea, que se ramifica a vías respiratorias más pequeñas llamadas bronquios y bronquiolos. A medida que las personas crecen, se cree que sus vías respiratorias se desarrollan en proporción a sus pulmones, pero en algunas personas, las vías respiratorias se hacen más pequeñas o más grandes de lo esperado, una condición llamada disanapsis, por razones que no están claras.

Para averiguar si las vías respiratorias pequeñas podrían ser las culpables de la EPOC en personas que no fumaban o que tenían otros factores de riesgo, un equipo dirigido por Smith examinó los registros de más de 6 500 adultos mayores que participaron en tres estudios que incluyeron a fumadores y no fumadores con y sin EPOC.

Cada estudio, el Estudio Multiétnico de Aterosclerosis (MESA), el Estudio de los Pulmones, el Estudio de Subpoblaciones y Medidas de Resultados Intermedios en la EPOC (SPIROMICS) y el estudio de la Cohorte Canadiense de Enfermedad Pulmonar Obstructiva (CanCOLD), evaluaron la disanapsis usando tomografías computarizadas (CT) de los pulmones.

El estudio MESA Lung, con sede en seis ciudades de Estados Unidos, incluyó personas blancas, afroamericanas, hispanas y chinas americanas que tenían en promedio 69 años. Los participantes del estudio CanCOLD tenían 67 años de edad en promedio y provenían de nueve ciudades canadienses. SPIROMICS, con sede en 12 centros médicos de Estados Unidos, incluyó a personas que tenían 63 años de edad en promedio y reportaron 20 o más paquetes de años de fumar.

En los estudios MESA Lung y CanCOLD, los participantes con vías aéreas más pequeñas en relación con el tamaño del pulmón tenían muchas más probabilidades de desarrollar EPOC en comparación con aquellos con las vías respiratorias más grandes en relación con el tamaño del pulmón. La asociación se mantuvo después de considerar los factores de riesgo de EPOC estándar, incluidos el tabaquismo, los contaminantes y el asma.

Luego, los investigadores se centraron en los participantes del estudio CanCOLD que nunca fumaron y los fumadores empedernidos del estudio SPIROMICS. Nunca los fumadores con EPOC tenían vías respiratorias mucho más pequeñas en relación con el tamaño del pulmón, mientras que los grandes fumadores que no tenían EPOC tenían vías respiratorias más grandes de lo normal.

Estos resultados muestran que las vías aéreas pequeñas en relación con el tamaño del pulmón son un factor de riesgo muy fuerte para la EPOC, apunta Smith, el autor principal del estudio. Esto nos ayuda a comprender por qué el 30 % de la EPOC puede ocurrir en personas que nunca fumaron.

Con el envejecimiento normal, la función pulmonar disminuye, por lo que las personas que ya tienen una función pulmonar baja pueden desarrollar EPOC más adelante en la vida, incluso si no fuman, explica.

Smith agrega que los hallazgos también pueden ayudar a explicar por qué algunos fumadores empedernidos no desarrollan EPOC. Las personas con vías respiratorias más grandes en relación con el tamaño de los pulmones pueden resistir el daño pulmonar por fumar y aún tener suficiente reserva respiratoria para evitar que desarrollen EPOC. Aun así, dados los múltiples problemas de salud causados por el tabaco, Smith enfatiza que los fumadores deberían hacer todo lo posible para dejarlo.

junio 12/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. .

El cáncer de mama es el más común en las mujeres y una de las causas más importantes de muerte por cáncer en todo el mundo. La presencia de células madre cancerígenas (CMCs) en los tumores se ha relacionado con una mayor tasa de recaídas, metástasis, y resistencia al tratamiento con quimio y radioterapia. Así, la radioterapia (RT) que se usa ampliamente para el tratamiento del cáncer de mama no siempre es efectiva, siendo la heterogeneidad y complejidad biológica del tumor y, principalmente, las CMCs que forman parte del mismo, las responsables de la recurrencia y metástasis después de la RT.

Por otro lado, el microambiente o nicho que rodea al tumor es otro de los factores importantes a tener en cuenta para determinar la eficacia de la RT en las mujeres con diferentes tipos moleculares de cáncer de mama. Las metaloproteasas (MMPs) son enzimas que participan principalmente en la remodelación de la matriz extracelular que forma el nicho tumoral y además intervienen en procesos carcinogénicos tales como la inflamación, la formación de nuevos vasos (angiogénesis), la invasión y la metástasis.

Es por ello que un equipo de científicos liderado por los investigadores Juan Antonio Marchal Corrales, catedrático del departamento de Anatomía y Embriología Humana y director del grupo de investigación Terapias avanzadas: Diferenciación, Regeneración y Cáncer (CTS-963), y por María Isabel Núñez Torres, catedrática del departamento de Radiología y Medicina Física y miembro del grupo de Investigación Oncología básica y clínica (CTS-206), ambos pertenecientes a la Universidad de Granada y al Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada (ibs.GRANADA) y al Instituto de Biopatología y Medicina Regenerativa (IBIMER), han llevado a cabo sendos estudios para demostrar que pequeñas moléculas reguladoras de genes (microRNAs) específicas de CMCs y MMPs relacionadas con el microambiente tumoral serían claves para predecir la respuesta a RT en el tratamiento del cáncer de mama, dependiendo del tipo molecular y de la dosis de radiación utilizada.

Estos estudios son fruto de un trabajo multidisciplinario donde investigadores traslacionales, bioinformáticos e investigadores clínicos pertenecientes a la Universidad de Granada y de Jaén y al Hospital Universitario Virgen de las Nieves de Granada, todos ellos miembros del ibs.GRANADA, así como a la Red Andaluza de Diseño y Traslación de Terapias Avanzadas, aúnan fuerzas para dar un paso más en el ámbito de la Medicina Personalizada o Medicina de Precisión en Oncología.

En estos trabajos, primeramente se ha comprobado que la exposición a dosis de radiación de 2, 4 y 6 Gy afecta al fenotipo y a las características funcionales de las CMCs. Además, también se muestra el papel crucial que desempeña el microambiente en términos de interacciones celulares y plasticidad de las CMCs en el crecimiento tumoral tras la irradicación.

Así, se evaluó la capacidad tumorigénica de CMCs de cáncer de mama triple negativo humano previamente tratadas con las diferentes dosis de radiación tras su implantación en las mamas de ratonas (transplante ortotópico). Los resultados mostraron un incremento del volumen tumoral de las células irradiadas a bajas dosis (2 y 4 Gy) en comparación con aquellas tratadas con altas dosis (6 Gy) y con los controles no tratados con radiación. Esto apoyaría la idea de que las bajas dosis de radiación en cáncer de mama triple negativo son insuficientes para erradicar las CMCs debido a la radioresistencia que estas presentan y que, además estas dosis serían capaces de promover el crecimiento del tumor. De hecho, en cáncer de mama ha sido ampliamente utilizada la RT convencional (2 Gy/fracción diarios; 45-50 Gy totales), pero cada vez es más usada la RThipofraccionada, implicando dosis de radiación más altas en tiempos más cortos de tratamiento. Los resultados de este estudio experimental sugieren, por tanto, que para estos casos la RT hipofraccionada sería la más adecuada para evitar la selección de CMCs más resistentes y agresivas.

En los últimos años, se ha demostrado que las variaciones en la expresión de miRNAs y de MMPs pueden contribuir al desarrollo del cáncer de mama en los diferentes subtipos moleculares después de diferentes dosis radiación.Por ello, estos investigadores estudiaron la expresión de ocho miRNAs (miR-210, miR-10b, miR-182, miR-142, miR-221, miR-21, miR-93, miR-15b) que desempeñan un papel importante tanto en la formación del tumor, como en el mantenimiento de las características de las CMCs y la radio-resistencia.

Dichos miRNAs mostraron variabilidad de expresión según el tipo molecular del cáncer de mama estudiado y las diferentes subpoblaciones de células tumorales tras la irradiación. Por ejemplo, se demostró como el miR-21 y miR-182, que están asociados con la respuesta al daño radio-inducido del ADN, incrementaron sus niveles de expresión tras la irradiación de las CMCstanto de cáncer de mama triple negativo como de las hormona dependiente, hecho que está relacionado con su mayor radio-resistencia. Por el contrario, la expresión de mi-142 y miR-15b (relacionados con mayor sensibilidad a la radiación), aumentó tras el tratamiento con altas dosis de radiación en CMCs de cáncer de mama hormona dependiente. Por ello, estos miRNAs relacionados con radio-resistencia, progresión tumoral y radiosensibilidad podrían usarse como marcadores de respuesta a radiación en cáncer de mama.

Del mismo modo, el estudio también se centró en las MMPs, enzimas que están reguladas por sus inhibidores endógenos, los TIMPs, y mediante mecanismos epigenéticos por las histonas desacetilasas (HDACs). Los resultados mostraron que con la radiación los niveles de expresión de la MMP-1 y MMP-3 aumentaron en lasCMCs de cáncer de mama triple negativo, indicando su importancia en el proceso de invasión y metástasis tras el tratamiento.

Finalmente, se analizaron esos mismos miRNAs y MMPs en pacientes con cáncer de mama antes, durante y después de la RT. Se observó variación en los niveles de expresión de estas moléculas a lo largo del tratamiento con RT, así como una relación estadísticamente significativa entre estos niveles y algunas variables relacionadas con las características del paciente y la biología tumoral, tales como el grado histológico, la edad, estado menopáusico, tratamiento con quimioterapia o toxicidad. Además, en pacientes con recidiva tumoral se encontró un aumento de los niveles en sangre de todas las MMPs analizadas y una disminución en los niveles de TIMP-1.

Igualmente, se encontraron relaciones estadísticamente significativas paraMMP-3, MMP-9, TIMP-3 y TIMP-4 al igual que en miR-182, miR-21, miR-142, miR-210 y miR-10b, con algunas variables analizadas. Este estudio sugiere la utilización de estas moléculas como posibles biomarcadores pronósticos y predictivos de respuesta a RT y radiotoxicidad en las pacientes con cáncer de mama.

Con estos trabajos, los investigadores concluyen que podría ser de gran utilidad la implementación clínica mediante biopsia líquida de una determinada firma de miRNAs y de MMPs para determinar la eficacia de la RT y ajustar los regímenes de dosis de radiación personalizados y más precisos, que mejorarían el pronóstico, los tratamientos y la supervivencia de las pacientes con cáncer de mama.

El estudio ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III gracias al proyecto integrado de excelencia para institutos acreditados PIE16-00045, a la Consejería de Salud de la Junta de Andalucía y a la ?Cátedra Dres. Galera y Requena de investigación en células madre cancerígenas? de la UGR.

junio 12/2020 (Dicyt)