Cómo las células cancerosas a menudo envían señales incorrectas

El cuerpo humano funciona en gran parte debido a los miles de millones de señales químicas enviadas entre las células y dentro de ellas. Las células sanas intercambian señales para regular el sistema inmunológico, ayudar a que los músculos y órganos funcionen y realizar una lista interminable de tareas biológicas. Estas señales también determinan cómo crecen y se dividen las células, y cuándo se apagan para dejar espacio para células nuevas y saludables (llamado apoptosis): procesos críticos que determinan todo, desde cómo el cuerpo sana la rodilla lesionada hasta cómo envejece la piel y cómo se desarrolla el cerebro. y procesa el dolor.

Esta comunicación constante es tan crítica para la salud y el desarrollo del cuerpo que cuando fallan las señales celulares, la interferencia puede causar una serie de afecciones o enfermedades, como diabetes o cáncer. De hecho, los investigadores han concluido que muchos cánceres se forman cuando estas señales se interrumpen, desvían o se destinan a otros usos más dañinos. Este conocimiento de vanguardia se ha convertido en un foco importante de investigación que ha llevado a una línea nueva y emergente de tratamientos contra el cáncer.

A medida que los científicos aprenden más sobre cómo funcionan las señales celulares y qué sucede cuando se mezclan, están descubriendo que interceptar las señales de las células cancerosas rotas puede ayudar al cuerpo a combatir las enfermedades. Algunos medicamentos, por ejemplo, están diseñados para bloquear las señales que envían las células cancerosas para evadir el sistema inmunológico. En otros casos, la señalización de las células cancerosas sigue siendo un misterio y un poderoso foco de investigación futura. «Tenemos mucho que aprender sobre las complejidades de la señalización celular, la prevención de la apoptosis y otros mecanismos de crecimiento y regulación celular», dice la Dra. Pamela Creeley, MD, directora de la División de Oncología Médica de los Centros de Tratamiento del Cáncer de América. . ^® (CTCA) y jefe del departamento de oncología médica de nuestro Hospital de Filadelfia. «Al mismo tiempo, ha habido avances importantes en los campos de la biología, la oncología y la inmunología que pueden traducir los hallazgos científicos en tratamientos».

Recibe el mensaje

La célula recibe mensajes a través de receptores en su superficie. Los receptores son como antenas celulares equivalentes que reciben señales químicas a través de moléculas de proteínas, o ligandos, de otras células. Cuando el enlace llega al receptor, desencadena una reacción en cadena que permite que la señal penetre en la superficie celular y llegue al líquido espeso del interior, llamado citoplasma. Una vez dentro de la célula, el mensaje pasa de una enzima a otra a lo largo de la vía de señalización hasta que llega a su destino: el núcleo, donde se encuentra el ADN de cada célula. Luego, la celda ejecuta las instrucciones codificadas en la señal.

En un día cualquiera, las células del cuerpo envían y reciben miles de millones de señales. En algunas células cancerosas, las señales enviadas para regular el crecimiento o iniciar la apoptosis tienen un cortocircuito, lo que resulta en un crecimiento celular rápido que puede conducir a tumores. Por ejemplo, el receptor 2 del factor de crecimiento epidérmico humano (HER2), que se encuentra en la superficie de las células normales, envía señales que ayudan a que las células crezcan. En algunas pacientes con cáncer de mama, las células producen demasiados receptores HER2, lo que provoca una sobrecarga de señales que pueden provocar un crecimiento descontrolado.

Omitir la señal principal

Mientras las células sanas continúan dividiéndose y prosperando, las células cancerosas pueden tomar el control de estas vías de señalización y usarlas de manera dañina, por ejemplo, para ayudarlas a crecer y diseminarse. Una de las vías de señalización más antiguas e importantes del cuerpo se llama erizo. Más activo antes del nacimiento y durante la infancia, la vía del erizo transmite una variedad de instrucciones que le dicen al cuerpo cómo desarrollar y mantener nuestros órganos, piel y huesos. Cuando entramos en la edad adulta, la vía Hedgehog casi se cierra, a menos que las células cancerosas la activen nuevamente. Una vez activada, la vía de señalización que solía ayudar al cuerpo a madurar a medida que envejecíamos ahora puede usarse para ayudar a la propagación de tumores. Los científicos de California han relacionado la reactivación de la vía Hedgehog con los tumores del estroma gastrointestinal, mientras que los investigadores de Carolina del Norte concluyen que una señal que reactiva la vía «

Los científicos creen que si la comunicación celular es clave para ayudar al desarrollo de algunos tumores, también puede usarse para revertir el comportamiento y, en algunos casos, matar el cáncer. El desarrollo de medicamentos diseñados para un receptor, ligando o vía específicos es la base de algunas terapias dirigidas, que se utilizan para tratar diferentes tipos de cáncer. Estos medicamentos están diseñados para interrumpir la comunicación celular al:

• Apunte al ligando para que no pueda conectarse con el futuro. Por ejemplo, bevacizumab (Avastin®), que se usa para tratar cánceres colorrectales, de mama, de riñón y de pulmón no pequeños, así como algunos tumores cerebrales, intenta bloquear una proteína específica para que no se una a un receptor que desencadena las señales de crecimiento, abortando la comunicación que ayuda a que el cáncer crezca y prospere.
• Ve al receptor. El trastuzumab (Herceptin®), por ejemplo, uno de los medicamentos más comúnmente recetados para el cáncer de mama HER2 positivo, está diseñado para atacar los receptores de proteína HER2 defectuosos y bloquear las señales de crecimiento.
• Dirigirse a la vía de señalización dentro de la célula. Cuando el receptor se activa, libera una enzima conocida como tirosina quinasa, que actúa como un interruptor de encendido y apagado para muchas señales celulares. Los inhibidores de la tirosina quinasa como erlotinib (Tarceva®), que se usa para tratar algunos cánceres de pulmón de células no pequeñas y cánceres de páncreas, están diseñados para mantener este interruptor apagado.

La esperanza, dice el Dr. Crilly, es que encontrar nuevas formas de aprovechar esas conexiones y aprender más sobre las complejidades de las vías de señalización ayudará a los investigadores del cáncer a desarrollar nuevos tratamientos contra el cáncer. «Investigar los detalles de las vías de señalización podría proporcionar a los científicos conocimientos sobre nuevos tratamientos farmacológicos que podrían tener un impacto significativo», dice.

En la búsqueda de mejores tratamientos y estrategias de prevención, los científicos están aprendiendo más sobre cómo el cáncer crece y sobrevive, incluso en los entornos más hostiles. Este blog es parte de una serie ocasional llamada ¿Cómo lo hace el cáncer? Diseñado para resaltar los comportamientos relacionados con el cáncer recientemente descubiertos que se suman a nuestra creciente comprensión.