Evitar que los tejidos respondan a su endurecimiento puede ser clave para frenar el avance de los tumores de mama

Las células son capaces de transformar cambios mecánicos en respuestas biológicas. Este proceso se conoce cómo mecanotransducción y tiene un papel fundamental en la evolución de los tumores sólidos, como el cáncer de mama.

Se sabe que un cambio mecánico habitual en procesos de cáncer es el endurecimiento de los tejidos. Esta rigidez es precisamente lo que se detecta al hacer una autoexploración o palpación mamaria, para detectar posibles tumores. La rigidez del tejido mamario provoca una reacción en cadena, generando tensión en el interior de las células y deformando su núcleo. En última instancia, la deformación del núcleo activa genes que controlan la proliferación celular y están relacionados con el crecimiento tumoral.

Un estudio publicado hoy en la revista Nature Materials demuestra un mecanismo celular que podría ser clave para frenar el avance de los tumores de mama. Los resultados del trabajo, liderado por Pere Roca-Cusachs, investigador principal del IBEC y la Universidad de Barcelona, indican que la laminina, una proteína que da consistencia y soporte a los tejidos mamarios, dificulta el proceso de mecanotransducción en las células, protegiendo al núcleo de ser deformado.

“Nuestros resultados muestran que la presencia de laminina evita los efectos de la rigidez. Es decir, que protege a las células contra el crecimiento tumoral. Demostramos este mecanismo in vitro, pero creemos que también podría funcionar in vivo ya que existe una concordancia con lo observado en muestras de pacientes de cáncer de mama”, explica Zanetta Kechagia, investigadora postdoctoral del IBEC y primera autora del estudio.

“A partir de este mecanismo, que hemos demostrado que previene la invasión de células tumorales, se podrían diseñar herramientas diagnósticas más sensibles o nuevas terapias potenciales contra el cáncer de mama. Para ello, será necesario seguir investigando”, añade Pere Roca-Cusachs, investigador del IBEC, profesor agregado Serra-Hunter de la Universidad de Barcelona (UB) y líder del estudio.

Ya se ha demostrado que un incremento en la rigidez del tejido induce respuestas mecánicas en el interior de las células. Las más habituales están relacionadas con cambios en el citoesqueleto de las células para interaccionar con el tejido y migrar, así como con la activación de la proteína YAP, que entra en el núcleo accionando genes relacionados con la proliferación celular.

Para estudiar el proceso de mecanotransducción, el equipo de investigación sembró células de tejido mamario sobre geles con rigidez variable para simular tejidos sanos (blandos) y malignos (rígidos). Compararon el comportamiento de las células sobre geles cubiertos con laminina y geles cubiertos con colágeno o fibronectina, otras proteínas de soporte celular que se producen en exceso en procesos cancerígenos.

Así, los investigadores observaron que las células sembradas sobre el gel rico en laminina tuvieron una respuesta mecánica muy leve a la rigidez del sustrato, en comparación a aquellas sembradas sobre los geles ricos en colágeno y fibronectina.

Este trabajo forma parte del proyecto europeo MECHANO·CONTROL , con una financiación de más 7 millones de euros dentro del marco de los proyectos europeos FET (Tecnologías Futuras y Emergentes).

“Estos resultados son la culminación de más de 6 años de trabajo, en los que hemos contado con el apoyo de la Comisión Europea y un equipo de instituciones internacionales, con el IBEC a la cabeza, para entender cómo las fuerzas mecánicas afectan al cáncer de mama.” Daniel Caudepón, gestor de proyectos del IBEC encargado del proyecto MECHANO·CONTROL.

El trabajo incluye contribuciones importantes de otras instituciones involucradas en MECHANO-CONTROL, con el trabajo de Pablo Sáez y Marino Arroyo (Universitat Politècnica de Catalunya), y Thijs Koorman y Patrick Derksen (University Medical Center Utrecht, Países Bajos).

Artículo referenciado: Zanetta Kechagia, Pablo Sáez, Manuel Gómez-González, Brenda Canales, Srivatsava Viswanadha, Martín Zamarbide, Ion Andreu, Thijs Koorman, Amy E. M. Beedle, Alberto Elosegui-Artola, Patrick W. B. Derksen, Xavier Trepat, Marino Arroyo & Pere Roca-Cusachs. The laminin–keratin link shields the nucleus from mechanical deformation and signalling. Nature Materials (2023). DOI: 10.1038/s41563-023-01657-3.