El estudio ofrece las nuevas posibilidades del pecho y de otras terapias del cáncer

La sabiduría biológica convencional sostiene que las células vivas obran recíprocamente con su ambiente a través de una red elaborada de señales químicas. Como consecuencia muchas terapias para el tratamiento del cáncer y de otras enfermedades en el cual el comportamiento de la célula entra mal foco en las drogas que ciegan o rompen señales de la substancia química dañina. Ahora, un nuevo camino para las terapias futuras se pudo haber abierto con la prueba científica del nunca visto antes de que la manera de la cual las células pueden también detectar y responder a las fuerzas físicas.

Las personas de investigadores con el laboratorio nacional de Lorenzo Berkeley (laboratorio de Berkeley) y la Universidad de California (UC) Berkeley han mostrado que la actividad bioquímica de un sistema celular de la proteína, que desempeña un papel dominante en metástasis del cáncer, se puede alterar por el uso de una fuerza física directa. Este descubrimiento vierte la nueva luz importante en cómo la proteína que hace señales el complejo conocido como EphA2/ephrin-A1 contribuye al lanzamiento, al incremento y a la progresión de células cacerígenas, y también sugiere cómo la actividad de células cancerosas se puede afectar por el tejido circundante.

“Estas primeras pruebas que el complejo del receptor-ligand EphA2/ephrin-A1, que era previamente probablemente estrictamente un sensor químico, puede detectar real propiedades mecánicas también,” dice las arboledas de Jay del químico, que llevaron esta investigación. “Este acoplamiento de la transmisión de señales mecánica y química, que se habría podido nunca considerar con métodos biológicos clásicos, las ayudas explica algunos de los misterios biológicos referentes el inicio y a la progresión del cáncer.”

Las arboledas llevan a cabo una cita común con la división de las ciencia biológicas del laboratorio de Berkeley y el departamento de la química físicos de Uc Berkeley. Él es también investigador (HHMI) del Howard Hughes Medical Institute. Con las piezas de su grupo de investigación Khalid Salaita y Pradeep Nair, más Rebecca pequena, él co-ha sido autor de un documento sobre esta investigación que fue publicada en la aplicación del 12 de marzo de 2010 la ciencia del gorrón. Se titula el papel, “restricción del movimiento del receptor altera la reacción celular: Fuerza física que detecta por EphA2.”

Otros co-autores eran gris de Joe, Richard Neve y Debopriya Das de la división de las ciencias de la vida del laboratorio de Berkeley.

Cáncer y EphA2/ephrin-A1

El término “metástasis” viene de la palabra griega para el “desplazamiento,” y él se utiliza para describir el proceso por el que las células cancerosas destaquen de un tumor, entren en la circulación sanguínea y se extiendan a otros tejidos en la carrocería. Por ejemplo, las células cacerígenas del pecho pueden extenderse a un pulmón y formar un nuevo tumor del cáncer de pecho allí. La central a la metástasis es el complejo del receptor-ligand EphA2/ephrin-A1.

EphA2 es una pieza de la familia de la cinasa de la tirosina (RTK) del receptor de enzimas que sean reguladores dominantes de procesos celulares. El énfasis excesivo de EphA2 se ha conectado a varios cánceres humanos, incluyendo melanoma, pulmón, colon y próstata, pero es especialmente prominente en cáncer de pecho. Un cierto 40 por ciento de todos los enfermos de cáncer del pecho muestra una superabundancia de EphA2, con los niveles más altos encontrados en las células cancerosas más agresivas. Ephrin-A1 es una proteína de la transmisión de señales que se ata a la superficie de la membrana exterior de una célula. Ata a EphA2 en una célula vecina como una llave ajustada en un cierre. Cuando ephrin-A1 ata con EphA2, los complejos nuevamente limitados se activan y recolectan en un atado.

“La célula huesped entonces literalmente dará a atados un remolcador distintivo, aplicando una fuerza que tire de los atados a través de la superficie de la célula a una situación centralizada,” arboleda dice. “Qué encontramos está eso aplicando una fuerza que opone, nosotros podría alterar la actividad bioquímica de la célula. Cuando aplicamos una fuerza que oponía grande podíamos convertir capaz de convertir las células altamente invasores en las células de buena conducta. Esto muestra que además químicamente de detectar la presencia de ephrin-A1, las células también detectan las propiedades mecánicas del ambiente local en el cual se visualiza ephrin-A1.”

Mutación espacial

Las observaciones han indicado que las células mamíferas son sensibles a los aspectos físicos de su ambiente, tales como la textura o la geometría del tejido circundante. Sin embargo, evidencie que la transmisión de señales del impacto de las fuerzas físicas libre-que movía las moléculas (en comparación con las moléculas focales de la adherencia) en las membranas de células ha estado faltando porque la membrana celular es un ambiente que ha sido siempre difícil de caracterizar y de manipular. Las arboledas y su grupo de investigación han encontrado una manera de superar este obstáculo con el revelado de las membranas sintetizadas únicas construidas fuera de los lípidos y montadas sobre un substrato del sílice sólido que les permite controlar directamente actividades celulares de la transmisión de señales.

“Llamamos esta aproximación “la mutación espacial” estrategia porque las moléculas en una célula pueden espacial ser cambiadas sin la alteración de la célula de cualquier otra manera,” las arboledas decimos. “Primero utilizamos esta estrategia en 2005 para estudiar el linfocito T que hacía señales en el sistema inmune.”

En esto el último estudio, las arboledas y sus colegas trabajaron con las células epiteliales mamarias de una biblioteca de 26 variedades de células humanas modelo del cáncer de pecho que bien-han sido caracterizadas por el co-autor gris y de sus grupos de investigación en el laboratorio y Uc San Francisco de Berkeley.

Dice al co-autor Nair, la “investigación del gris ha demostrado que esta biblioteca reproduce substancialmente las anormalidades y la correspondencia genomic de la droga de las células primarias del tumor del cáncer de pecho de pacientes, y constituye el sistema más completo para el estudio de las diversas aberraciones responsables de cáncer de pecho humano.”

Para probar la sensibilidad del EphA2/ephrin-A1 que hacía señales el complejo a las fuerzas mecánicas, las arboledas y su grupo modelaron sus substratos del sílice con las líneas del metal del cromo que eran 10 nanómetros en altura y 100 nanómetros de par en par. Estas líneas del metal actuaban como barreras de difusión que impidieron la movilidad lateral de los complejos EphA2/ephrin-A1 en la membrana sintetizada. El movimiento y la organización espacial de los complejos fueron rastreados posteriormente con una combinación de la fluorescencia de la reflexión interna, (TIRF) de la interferencia de la reflexión y de las técnicas de proyección de imagen totales del epifluorescence.

“Sin las barreras, los atados de los complejos de la transmisión de señales EphA2/ephrin-A1 fueron transportados al centro de la unión célula-soportada de la membrana, pero con las barreras en el lugar, había una acumulación de atados en los límites de la barrera,” las arboledas dicen. “Esto dio lugar a una reorganizaci n espacial que alteró el comportamiento bioquímico de la célula.”

El análisis cuantitativo de éstos cambia a la organización espacial de los complejos de la transmisión de señales EphA2/ephrin-A1 a través de la biblioteca de las variedades de células del cáncer de pecho reveló una correlación fuerte con el potencial para la metástasis. Puesto que el metal modelado forra en el substrato del sílice es análogo a la rigidez, a la textura y a otras propiedades elásticos y mecánicas del tejido, así como a las estructuras internas dentro de la membrana celular, los resultados de esto estudian el punto a intrigar las nuevas posibilidades del pecho y de otras terapias del cáncer.

“Es posible que el proceso fuerza-que detectaba sí mismo podría ofrecer un objetivo para la intervención terapéutica,” dice arboledas. “También nos excitan sobre encontrar los objetivos para los cuales puede haber las drogas que se han desarrollado ya pero ahora se están utilizando para tratar enfermedades con excepción de cáncer. Dado la sensibilidad a las fuerzas mecánicas visualizadas por los complejos de la transmisión de señales EphA2/ephrin-A1, es posible estas drogas existentes podría ser reorientado al tratamiento del cáncer.”