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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

La perversidad de los exosomas tumorales

Exosomas tumorales - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Es posible que nos sintamos abrumados por la cantidad de conocimiento que la Humanidad, gracias a la empresa científica, ha ido acumulando sobre la Naturaleza. El conocimiento es ya de tal magnitud que puede parecer a algunos que lo conocemos todo. Sin embargo, lejos de ello, la ciencia sigue desvelando nuevos y cada vez más fascinantes procesos. Y no solo los desvela, sino que los estudia incansablemente para comprender su funcionamiento y averiguar también si pueden sernos útiles de alguna forma.

Sorprendente es, sin duda, el descubrimiento de los llamados exosomas, o vesículas extracelulares. Son estos unos corpúsculos de solo 30 a 100 nanómetros de diámetro, es decir, de talla comparable a la de los virus, que es de 20 a 300 nanómetros (un milímetro tiene un millón de nanómetros). Como su nombre indica, los exosomas son vesículas secretadas al exterior por las células. Inicialmente descubiertos en 1987, nadie les dio demasiada importancia hasta que, en 2007, investigadores de la Universidad de Goteburgo, en Suecia, descubrieron que estas vesículas transportaban en su interior una interesante carga, compuesta de un conjunto de proteínas conservado evolutivamente (es decir, similar en diferentes especies relacionadas), así como de ARN mensajeros y ARN de interferencia, e incluso fragmentos de ADN.

La presencia de proteínas y material genético en los exosomas sugería que tal vez pudieran servir de modo de transporte de esos materiales entre células vecinas, o no tan vecinas. La presencia de exosomas se detectó en los principales fluidos corporales, incluida la sangre, lo que indicaba que podían transportar su carga a sitios distantes del organismo. En efecto, otros estudios indicaron que los exosomas producidos por unas células podían ser captados por otras, y que los ARN mensajeros y de interferencia afectaban a la producción de proteínas por la célula que los había captado.

Los exosomas se revelaron así como un medio para que una célula afectara el comportamiento de otras, en este caso proporcionando además los materiales requeridos para hacerlo, sin depender de que la célula receptora los fabricase ella misma. Esta última situación es la que se da, por ejemplo, cuando las hormonas actúan. Estas dan solo órdenes a las células de que se pongan a fabricar otras proteínas, o de poner en marcha o apagar sus propios genes y cambiar así su función. Los exosomas, sin embargo, no funcionarían de la misma forma.

Mensajes del exterior

Las consideraciones anteriores abrían la puerta a la posibilidad de que los exosomas sirvieran para que las células que los producían indicaran a las células cercanas que debían adaptarse a los cambios en el entorno que las primeras habían detectado. Sería como si las células que primero detectan un cambio, o una amenaza, produjeran exosomas cargados de herramientas moleculares que ayudaran a sus compañeras, así como a ellas mismas, a hacer frente a la situación. En efecto, un estudio publicado en el año 2010 reveló que células tumorales sometidas a bajos niveles de oxígeno secretaban exosomas que podían estimular la formación de nuevos capilares sanguíneos o favorecían las metástasis, es decir, o aumentaban el aporte de oxígeno o estimulaban a otras células a escapar del entorno con bajo oxígeno y emigrar a otro lugar más favorable donde seguir creciendo.

Un problema de estos estudios era, no obstante, que se habían realizado solo en células cultivadas en el laboratorio. Aunque este tipo de estudios son importantes para revelar lo que puede o no puede suceder en biología, no son siempre indicativos de lo que sucede en el animal vivo. En este sentido, continuaba sin conocerse si exosomas secretados por algunas células de un tumor, podrían afectar a otras células tumorales a formar metástasis o a cambiar su comportamiento biológico de alguna otra forma.

Los experimentos en seres vivos son siempre técnicamente mucho más complicados que los realizados con células cultivadas. Algunos investigadores habían inyectado a ratones exosomas purificados a partir de los producidos por células tumorales en cultivo para estudiar sus efectos, pero esto tampoco es indicativo de lo que sucede con la generación e incorporación de exosomas en el interior de un tumor, en el cual las células pueden estar intercambiándose exosomas entre sí dependiendo de varios factores, como la presencia de nutrientes, niveles de oxígeno, etc., lo cual puede modificar su comportamiento y su malignidad.

Ahora, un grupo de investigadores de varios Centros de investigación holandeses desarrollan un nuevo método basado en las modernas técnicas de biología molecular. Este método les permite cargar a los exosomas producidos por células tumorales con una proteína capaz de activar un gen particular en las células que los captan. La actividad de este gen se convierte así en una indicación segura de que una célula ha captado exosomas, lo que permite ahora estudiar qué modificaciones suceden en su comportamiento. Igualmente, los investigadores utilizan una técnica microscópica que les permite visualizar el trasiego de exosomas en el interior de un tumor.

Los científicos descubren así que las células tumorales más malignas producen exosomas que son captados por las menos malignas, lo que incrementa su capacidad de formar metástasis, es decir, las convierte en tan malignas como las primeras. Este interesante descubrimiento, publicado en la revista Cell, como tantas veces, abre la puerta a la posibilidad de intervenir sobre este mecanismo con nuevos fármacos que bloqueen la generación de exosomas en las células tumorales y que impidan así la diseminación de un comportamiento tumoral metastático, el más peligroso para la vida de los pacientes.

Referencia: Zomer et al., In Vivo Imaging Reveals Extracellular Vesicle-Mediated Phenocopying of Metastatic Behavior, Cell (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.04.042

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