Un mecanisme intern, responsable del creixement il·limitat de tumors epitelials

<p>Tumour (red) covered by collagen (green), which is being deposited by cells of the immune system (cyan). (Image: Mariana Muzzopappa, IRB Barcelona)</p>
Tumor (vermell) cobert per col·lagen (verd) que està sent dipositat per cèl·lules del sistema immune (cian). (Imatge: Mariana Muzzopappa, IRB Barcelona)
  • <p>Tumour (red) covered by collagen (green), which is being deposited by cells of the immune system (cyan). (Image: Mariana Muzzopappa, IRB Barcelona)</p>
  • <p>Model of the two cell populations described in a tumour that cross-feed each other, inducing limitless growth potential, regardless of the microenvironment. (Image: Mariana Muzzopappa, IRB Barcelona)</p>
  • <p>The study appears on the cover of the last August edition of PNAS</p>

Investigadors de l'IRB Barcelona revelen la capacitat de tumors d'origen epitelial de créixer en absència de microambient tumoral.

Destacat en portada de la revista Proceedings of the National Academic of Sciences (PNAS), l'estudi identifica els tipus cel·lulars i el mecanisme molecular involucrats en l'inici i el creixement tumoral.

Els resultats d'aquest estudi contribueixen a comprendre millor els mecanismes interns del tumor, possible diana terapèutica.

Investigadors del Laboratori de Desenvolupament i Control de Creixement de l'IRB Barcelona identifiquen els tipus cel·lulars i mecanismes moleculars responsables del creixement il·limitat de tumors epitelials (carcinomes), i demostren que el creixement d'aquests tumors és independent del microambient tumoral. “En tumors epitelials causats per inestabilitat cromosòmica o pèrdua de polaritat cel·lular, la interacció entre dues poblacions tumorals promou el seu creixement il·limitat”, explica Marco Milán, professor d'investigació ICREA i líder del laboratori.

Publicat a la revista Proceedings of the National Academic of Sciences (PNAS) com a portada del darrer número d’agost, l'estudi analitza tumors sòlids d'origen epitelial a la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster. “Hem induït tumors de dues formes independents, generant inestabilitat cromosòmica o per pèrdua de polaritat cel·lular, validant la relació causal entre aquestes condicions, que s'observen amb freqüència en carcinomes, i l'aparició de tumors”, explica Mariana Muzzopappa, primera autora de l'estudi i investigadora postdoctoral del Laboratori de Desenvolupament i Control de Creixement de l'IRB Barcelona.

Independent del microambient tumoral

Per estudiar l'efecte del microambient tumoral sobre el desenvolupament del tumor, els investigadors van examinar el creixement del tumor en absència de poblacions cel·lulars adjacents, com el sistema immune o cèl·lules mesenquimals —que poden actuar com a nínxol proporcionant factors de creixement a les cèl·lules tumorals—. Van observar que en absència d'aquests dos tipus cel·lulars el tumor continuava creixent.

A més, van demostrar que “els tumors epitelials depenen de l'activació de la via de senyalització d'estrès JNK per al seu creixement i que aquesta s'activa de manera intrínseca al tumor, independentment del microambient tumoral”, destaca Marco Milán.

Interaccions entre dues poblacions tumorals

Els investigadors han identificat dues poblacions cel·lulars funcionalment diferents dins del tumor, una que prolifera i una altra que no, de les que depenen els mecanismes interns de creixement. “JNK s'activa en un grup de cèl·lules que no proliferen, aquelles que tenen majors nivells d'inestabilitat cromosòmica o que perden la polaritat cel·lular. JNK indueix l'expressió de factors de creixement i fa que les cèl·lules que encara estan a l'epiteli segueixin proliferant. La proliferació d'aquestes cèl·lules augmenta els nivells d'inestabilitat cromosòmica i de pèrdua de polaritat epitelial en els tumors. Com a conseqüència, augmenta el nombre de cèl·lules que expressen factors de creixement. Aquestes interaccions expliquen el creixement il·limitat d'aquests tumors epitelials”, descriu Mariana Muzzopappa.

El mecanisme d'activació de JNK és diferent en funció del tumor. “El que veiem és que els tumors generats a partir d'inestabilitat cromosòmica s'indueixen via estrès oxidatiu de ROS (espècies reactives de l'oxigen) que activa JNK. En tumors induïts per pèrdua de la polaritat cel·lular el mecanisme és diferent”, explica Marco Milán.

Els resultats d'aquest treball aprofundeixen en la relació causal entre inestabilitat cromosòmica, pèrdua de polaritat epitelial i tumorigènesi, i obren noves vies per a la recerca de dianes terapèutiques.

Aquest estudi ha rebut el suport del Ministeri d'Economia, Indústria i Competitivitat (MINECO) a través de fons FEDER “Una manera de hacer Europa” i de la Fundació "la Caixa" a través d'una beca de doctorat a Lada Murcia.

Article de referència:

Mariana Muzzopappa, Lada Murcia and Marco Milán

Feedback amplification loop drives malignant growth in epithelial tissues

PNAS (2017): doi: 10.1073/pnas.1701791114

(escrit per: Llúcia Ribot)

Recurs audiovisual: Mireu el vídeo "Meet Our Scientists" de Marco Milán per conèixer la recerca que desenvolupen al seu laboratori:

 

 
Sobre l’IRB Barcelona
Creat el 2005 per la Generalitat de Catalunya i la Universitat de Barcelona, l'IRB Barcelona és Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011. L’objectiu de l’IRB Barcelona és fer recerca d'excel·lència en biomedicina i millorar la qualitat de vida de les persones i, en paral·lel, potenciar la formació de talent, la transferència tecnològica i la comunicació social de la ciència. Els 25 laboratoris i set plataformes tecnològiques treballen per respondre a preguntes bàsiques en biologia i orientades a malalties com ara el càncer, la metàstasi, l’Alzheimer, la diabetis i malalties rares. És un centre internacional que acull al voltants de 400 treballadors de 32 nacionalitats. Està ubicat en el Parc Científic de Barcelona. L’IRB Barcelona forma part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i la xarxa de Centres de Recerca de Catalunya (CERCA).