Identifican el papel del estrés oxidativo en la migración de células de cáncer de mama metastático

Un nuevo estudio liderado por un equipo del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) investiga una estrategia para limitar la capacidad invasiva de las células de cáncer de mama metastático mediante el uso de nanopartículas de óxido de hierro. El trabajo, realizado en condiciones in vitro (en células cultivadas en laboratorio), pone el foco en el papel de estrés oxidativo como mecanismo para interferir en la progresión tumoral.

La investigación, publicada en Journal of Nanobiotechnology, del grupo BMC Springer Nature, se ha llevado a cabo en la línea tumoral MDA-MB-231, un modelo celular ampliamente utilizado para el estudio de tumores de mama especialmente agresivos. Estas células presentan una especial sensibilidad a alteraciones en su equilibrio redox, el sistema celular que regula el balance entre la producción y la neutralización de moléculas reactivas derivadas del oxígeno. Cuando este equilibrio se rompe, se produce lo que se conoce como estrés oxidativo, un estado que puede modificar componentes celulares y afectar a su funcionamiento.

En este contexto, en el trabajo se emplearon nanopartículas de óxido de hierro recubiertas con DMSA, un agente de recubrimiento biocompatible previamente seleccionado debido a que en otro estudio previo del grupo había resultado ser el que mayor inducción de estrés obtenía en las líneas tumorales. Los resultados muestran que la exposición a estas nanopartículas incrementa el estrés oxidativo celular y reduce de forma significativa la capacidad de las células tumorales para migrar e invadir otros tejidos.

Asimismo, uno de los efectos más relevantes del estudio se observa en el citoesqueleto de actina, una red de filamentos que da forma a la célula y le permite desplazarse. El estrés oxidativo altera la organización de esta estructura, lo que se traduce en cambios visibles: las células se vuelven más pequeñas y compactas, concentran la actina en su periferia (córtex celular) y reducen la formación de estructuras clave para el movimiento y la interacción con el entorno, como los invadosomas (que ayudan a degradar el tejido que rodea al tumor) y los lamelipodios (prolongaciones que impulsan el movimiento celular). “Estos cambios afectan directamente a la capacidad de las células tumorales para reorganizar su estructura interna y migrar, un proceso fundamental en la diseminación del tumor”, señala Domingo F. Barber, investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) que ha liderado el trabajo.

Además de estos efectos estructurales, el estudio revela que las nanopartículas se acumulan en compartimentos internos de la célula, conocidos como vesículas endolisosomales, que actúan como “centros de procesamiento y reciclaje” de materiales celulares. “Esta acumulación altera el tráfico vesicular intracelular, es decir, los mecanismos mediante los cuales la célula transporta y secreta proteínas y otras moléculas”, añade F. Barber. En concreto, se observa una disminución en la liberación de lisosomas y autofagosomas (estructuras implicadas en la degradación y reciclaje celular), junto con un aumento en la liberación de vesículas multivesiculares. “Esto implica que el tratamiento con nanopartículas induce cambios en las vías de secreción celular y favorece la liberación de vesículas extracelulares (EVs), pequeñas estructuras que las células utilizan para comunicarse entre sí en el microambiente tumoral”, destaca Neus Daviu, también investigadora del CNB-CSIC y profesora de la Universidad Francisco de Vitoria (UFV).“Las vesículas extracelulares son una vía fundamental de comunicación entre células, y estos resultados sugieren que el tratamiento con nanopartículas puede estar modificando esa comunicación”, apunta Daviu.

En este sentido, en el trabajo se analizó cómo estos cambios afectan a las células endoteliales, responsables de la formación de vasos sanguíneos. Observaron que, al exponer estas células a señales procedentes de células tumorales previamente tratadas con nanopartículas, disminuye su capacidad de migración y su respuesta a señales químicas (quimiotaxis), es decir, su capacidad para desplazarse hacia estímulos que guían su movimiento. También se observa una reducción de su actividad metabólica, sin que se vea comprometida su viabilidad. Estos resultados indican que el tratamiento de las células tumorales puede influir en el comportamiento de células del entorno tumoral a través de cambios en las señales que liberan.

En conjunto, estos resultados sugieren que la modulación del estado redox y del tráfico vesicular mediante nanopartículas podría representar una vía prometedora para frenar la diseminación metastásica del cáncer de mama. Por un lado, el aumento del estrés oxidativo reduce la capacidad de las células tumorales para migrar. Por otro, los cambios en el tráfico vesicular y en la liberación de vesículas extracelulares modifican la comunicación entre las células tumorales y su entorno, es decir, la forma en que intercambian señales con otras células del microambiente, influyendo en su comportamiento. En conjunto, estos efectos apuntan a una doble acción: limitar el movimiento de las células tumorales y modificar las señales con las que interactúan con su entorno. No obstante, serán necesarios estudios adicionales para evaluar su posible aplicación en un contexto clínico.

Imagen: Imagen de microscopía óptica avanzada: células de cáncer de mama metastático sin tratar (izquierda) y tras el tratamiento con nanopartículas de óxido de hierro (derecha). En rojo se muestra la actina filamentosa (F-actina), en azul el núcleo celular y en blanco las nanopartículas. Las células tratadas presentan un menor tamaño y una mayor acumulación de actina en la periferia de la célula, lo que refleja cambios estructurales asociados a una menor capacidad de movimiento. / Neus Daviu. (CNB-CSIC).

Referencia Científica: Neus Daviu, Carla Graciano-Casero y Domingo F. Barber. Oxidative stress induced by DMSA-IONPs impairs breast cancer cell migration and paracrine cell communication. Journal of Nanobiotechnology (Springer). DOI: https://doi.org/10.1186/s12951-026-04412-3

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