Una investigación dirigida por la Universidad Queen Mary de Londres, el King’s College de Londres y el Instituto Francis Crick ha identificado una proteína que hace que el melanoma, el tipo de cáncer de piel más grave, sea más agresivo al dar a las células cancerosas la capacidad de cambiar la forma de su núcleo. una característica que permite que las células migren y se extiendan por el cuerpo.

El estudio, publicado hoy en Nature Cell Biology, modeló el comportamiento de células de melanoma agresivas que pueden cambiar la forma de su núcleo para superar las limitaciones físicas que encuentran las células cancerosas cuando migran a través de los tejidos. El estudio encontró que estas células de melanoma agresivas albergaban altos niveles de una proteína llamada LAP1 y que los niveles elevados de esta proteína estaban relacionados con un mal pronóstico en pacientes con melanoma.

El melanoma es un tipo de cáncer de piel que puede diseminarse a otros órganos del cuerpo. La diseminación del cáncer o ‘metástasis’ es la principal causa de muertes relacionadas con el cáncer. Si bien la metástasis se ha estudiado ampliamente, los mecanismos por los que se produce son poco conocidos. Los hallazgos del estudio arrojan nueva luz sobre un mecanismo de progresión del melanoma y podrían allanar el camino para el desarrollo de nuevas formas de atacar la propagación del melanoma.

El estudio

El estudio fue codirigido por la profesora Victoria Sanz-Moreno del Instituto de Cáncer Barts de Queen Mary y el Dr. Jeremy Carlton del King’s College London y el Instituto Francis Crick, y financiado principalmente por Cancer Research UK, Wellcome Trust y Barts Charity.

En el estudio, el equipo desafió a las células de melanoma agresivas y menos agresivas en experimentos de laboratorio a migrar a través de los poros en una membrana artificial que era más pequeña que el tamaño de su núcleo. Las células agresivas procedían de un sitio de metástasis en un paciente con melanoma, y ​​las células menos agresivas procedían del tumor de melanoma original o « primario » del mismo paciente.

Para hacer metástasis, las células cancerosas deben separarse del tumor primario, viajar a otra parte del cuerpo y comenzar a crecer allí. Sin embargo, el entorno denso de un tumor hace que esto sea físicamente difícil para las células cancerosas.

Las células contienen una estructura grande y rígida llamada núcleo que almacena la información genética de la célula, pero que también restringe la capacidad de una célula para moverse a través de espacios reducidos en el entorno del tumor. Para que las células cancerosas pasen por estos espacios, necesitan hacer que su núcleo sea más maleable.

Las imágenes realizadas después de los experimentos de migración mostraron que las células agresivas podían moverse a través de los poros con mayor eficacia que las menos agresivas al formar protuberancias en el borde de su núcleo llamadas « ampollas ». Los análisis genéticos de las células de melanoma revelaron que las células agresivas que formaron las ampollas contenían niveles más altos de la proteína LAP1, que se encuentra dentro de la membrana que rodea el núcleo (llamada envoltura nuclear).

El Dr. Jeremy Carlton, cuyo laboratorio está interesado en comprender la dinámica de las estructuras unidas a la membrana dentro de las células, dijo :

« La envoltura nuclear está unida al núcleo subyacente, y nuestras investigaciones muestran que la proteína LAP1 afloja esta atadura, lo que permite que la envoltura nuclear sobresalga y forme vesículas que hacen que el núcleo sea más fluido. Como resultado, las células cancerosas podrían atravesar brechas que normalmente los detendrían ».

Cuando el equipo bloqueó la producción de la proteína LAP1 en células agresivas y las volvió a desafiar a migrar a través de los poros en experimentos de laboratorio, descubrieron que las células eran menos capaces de formar vesículas de envoltura nuclear y menos capaces de atravesar estos espacios.

El equipo también observó el mismo patrón de expresión de LAP1 en muestras de melanoma de pacientes. Los niveles de LAP1 fueron más altos en muestras de tejido tomadas de sitios de metástasis en pacientes con melanoma en comparación con los niveles encontrados en tumores primarios. Los pacientes que tenían altos niveles de LAP1 en las células alrededor del borde del tumor primario tenían un cáncer más agresivo y peores resultados, lo que sugiere que la proteína podría usarse para identificar subpoblaciones de pacientes con melanoma que pueden tener un mayor riesgo de enfermedad agresiva.

El profesor Sanz-Moreno, cuyo grupo de investigación está interesado en comprender cómo las células cancerosas se comunican con su entorno para promover su crecimiento y propagación, dijo :

« El melanoma es el tipo de cáncer de piel más agresivo y mortal. Al combinar la experiencia de mi laboratorio con la del Dr. Carlton, hemos obtenido una nueva comprensión mecánica de cómo LAP1 contribuye a la progresión del melanoma y hemos demostrado que LAP1 es un regulador clave de agresividad del melanoma en modelos de laboratorio y pacientes ».

« Debido a que LAP1 se expresa en niveles tan altos en las células metastásicas, interferir con esta maquinaria molecular podría tener un gran impacto en la propagación del cáncer. LAP1 y la formación de ampollas en la envoltura nuclear para ver si es posible bloquear este mecanismo de progresión del melanoma ».

Al equipo le gustaría investigar si la formación de ampollas en la envoltura nuclear impulsada por LAP1 ocurre en otras células que forman y se mueven a través del entorno de un tumor, como las células inmunitarias, para determinar si este proceso en otras células ayuda o dificulta la progresión del cáncer.

El Dr. Iain Foulkes, Director Ejecutivo de Investigación e Innovación de Cancer Research UK, que financió en parte el estudio, dijo :

« Estudios como este son un ejemplo perfecto de por qué Cancer Research UK es un apasionado de la financiación de la investigación que amplía nuestro conocimiento de lo que el cáncer le hace a la biología de nuestros cuerpos, además de la investigación que se centra en lo que sucede en la clínica.

Esta nueva comprensión de cómo el núcleo de una célula de melanoma puede volverse más fluido para moverse por el cuerpo es útil para desarrollar nuestro conocimiento sobre cómo funciona el cáncer y abre una nueva vía de investigación sobre formas de dificultar la propagación del cáncer ».

La primera autora del estudio, la Dra. Yaiza Jung, realizó el trabajo como parte de su doctorado financiado por el Instituto Francis Crick y el King’s College de Londres.