De ce unele tipuri de cancer devin agresive? Cercetătorii au descoperit o cauză ascunsă

Celulele canceroase încalcă frecvent regulile biologice elementare. Una dintre cele mai periculoase abateri are loc atunci când o celulă își dublează întregul set genetic. Acest proces creează o versiune supradimensionată și instabilă, care în mod normal ar trebui să moară. Cu toate acestea, în multe forme de cancer, aceste celule supraviețuiesc și devin motorul celor mai letale stadii ale bolii.

Cercetătorii de la Virginia Tech au identificat mecanismul prin care un număr redus de astfel de celule modificate genetic pot să modifice radical mediul tumoral. Studiile, publicate în revistele Proceedings of the National Academy of Sciences și Cancer Research, propun noi indicatori pentru evaluarea agresivității cancerului.

Ce sunt celulele tetraploide și de ce modifică prognosticul medical

În mod normal, celulele umane sănătoase sunt diploide, adică dețin două seturi complete de cromozomi. Celulele tetraploide apar în urma unei erori de diviziune și conțin patru seturi de cromozomi.

Această anomalie generează instabilitate cromozomială, o caracteristică des întâlnită în tumorile care evoluează rapid și dezvoltă rezistență la tratamentele oncologice clasice. Medicii au observat de mult timp că pacienții cu tumori care prezintă aceste celule au șanse mai mici de recuperare, însă cauzele exacte au rămas un mister până de curând.

Echipa de biologi de la Virginia Tech, coordonată de Daniela Cimini și formată din cercetătorii Megan Sweet și Mat Bloomfield, a analizat evoluția acestor celule pe parcursul mai multor ani.

Aliații ascunși din interiorul tumorilor

Oamenii de știință au creat celule tetraploide în laborator prin blocarea ultimei etape de diviziune celulară. Ulterior, au comparat dezvoltarea tumorilor normale cu cea a tumorilor care conțineau celule tetraploide, în cadrul unor teste pe șoareci.

Rezultatele au adus o surpriză majoră:

• Pe măsură ce tumora a avansat, numărul procentual de celule tetraploide a scăzut.
• În ciuda acestei scăderi, tumorile au devenit mai mari și s-au dezvoltat mult mai rapid.

Explicația se află în micromediul tumoral, rețeaua complexă de celule care înconjoară o tumoră. Celulele tetraploide stimulează recrutarea de celule stromale. Acestea sunt celule non-canceroase din țesutul conjunctiv care oferă suport structural. Tumorile nu se dezvoltă izolat, ci manipulează țesuturile vecine pentru a-și asigura supraviețuirea și răspândirea.

"Prezența unui procent infim de celule tetraploide este suficientă ca să atragă celule non-canceroase suplimentare, care susțin progresia tumorii", explică Megan Sweet.

Dimensiunea celulei, indicator neașteptat al agresivității

O a doua etapă a cercetării a vizat analiza clonelor individuale de celule tetraploide umane. Deoarece conțin o cantitate dublă de material genetic, comunitatea științifică a anticipat că toate aceste celule vor avea dimensiuni considerabil mai mari decât cele normale.

Realitatea din laborator a infirmat această ipoteză: o parte dintre clone au fost cu 25-30% mai mici decât estimările.

Această diferență de volum are un impact clinic major. Celulele tetraploide de dimensiuni mai mici au un comportament mult mai agresiv:

• Se divid într-un ritm accelerat.
• Invadează mult mai ușor țesuturile învecinate.
• Prezintă o toleranță ridicată la chimioterapie și la medicamentele care provoacă stres celular.

Experimentele ulterioare au confirmat acest șablon pe mai multe tipuri de cancer, inclusiv cel colorectal și cel mamar.

Noi perspective pentru evaluarea riscului la pacienți

Pentru a verifica dacă această legătură validată în laborator se aplică și în cazul oamenilor, cercetătorii au apelat la The Cancer Genome Atlas, o bază de date masivă cu mii de probe biologice de la pacienți.

Pacienții ale căror tumori prezintă celule tetraploide de dimensiuni reduse au o rată de supraviețuire mai mică și un prognostic clinic nefavorabil.

Această descoperire demonstrează că volumul celular oferă informații biologice esențiale pentru oncologi. Introducerea analizei dimensiunii celulelor în protocoalele de diagnostic va permite identificarea timpurie a tumorilor cu risc ridicat și va ajuta la crearea unor strategii terapeutice personalizate și mai eficiente.