Investigadors de l’l’IBEC i la Universitat de Barcelona han identificat nous biomarcadors del càncer de pulmó de cèl·lules no petites, el càncer de pulmó més freqüent. Aquests resultats, publicats a la revista Modern Pathology, s’han aconseguit gràcies a una nova tècnica que permet analitzar quantitativament les mostres de teixits de pacients. Es tracta d’una metodologia pionera, més econòmica i fàcil d’aplicar que les tradicionals en hospitals i altres entorns clínics.
L’estudi constata que determinades característiques de les fibres de col·lagen —un dels components més abundants a l’entorn de les cèl·lules cancerígenes— serien potencials indicadors per diagnosticar i pronosticar l’evolució de la malaltia.
«La nostra nova eina pot millorar la gestió clínica dels pacients quirúrgics amb aquest tipus de càncer, ja que pot identificar quins tenen més risc de recaiguda i poden beneficiar-se, per tant, d’un seguiment més exhaustiu i, fins i tot, de teràpies neoadjuvants [complementàries al tractament principal]», explica Jordi Alcaraz, professor de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la UB i investigador associat de l’IBEC, que ha liderat l’estudi juntament amb l’investigador de la mateixa facultat Joan Montero, investigador del grup de Nanobioenginyeria de l’IBEC en el moment de l’estudi, i el catedràtic de la Facultat de Física i director de l’IBEC, Josep Samitier.
En el treball també hi han participat investigadors de l’Hospital Clínic, el Centre d’Investigació Biomèdica en Xarxa de Malalties Respiratòries (CIBERES), el Centre d’Investigació Biomèdica en Xarxa de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN), l’Hospital 12 d’Octubre i l’Hospital Universitari Parc Taulí.
Quin és el paper de les fibres de col·lagen en la progressió dels tumors?
El càncer de pulmó és la principal causa de mort relacionada amb el càncer tant en homes com en dones a tot el món, amb una taxa de supervivència a 5 anys del 18 %. La majoria d’aquests pacients són diagnosticats de càncer de pulmó de cèl·lules no petites, que es subdivideix en adenocarcinoma, carcinoma de cèl·lules escamoses i altres subtipus menys freqüents. Cada vegada hi ha més evidències del paper essencial de l’ambient ric en fibres de col·lagen que envolta les cèl·lules canceroses en la progressió d’aquest tipus de càncers i altres tumors sòlids.
En aquest entorn tumoral, una alta expressió del col·lagen de tipus I s’ha associat amb un mal pronòstic i amb un augment del risc de metàstasi. «Aquestes evidències han assenyalat els col·làgens fibril·lars com una font potencial important de biomarcadors rellevants per al càncer i ha despertat l’interès terapèutic per comprendre les seves funcions en el desenvolupament de tumors», explica Jordi Alcaraz, també investigador de l’Hospital Clínic.
Davant aquest repte, els investigadors han desenvolupat i validat un nou enfocament de patologia digital —és a dir, l’estudi de la malaltia amb eines digitals— per analitzar quantitativament les fibres de col·lagen en mostres de teixits de pacients amb càncer de pulmó de cèl·lules no petites.
Una tècnica més accessible per a les unitats de patologia dels hospitals
La nova metodologia es basa en imatges digitalitzades de biòpsies de pacients tenyides amb un colorant anomenat picrosirius red (PSR) i visualitzades amb llum polaritzada. Després, els investigadors utilitzen el programari de codi obert CT-FIRE per segmentar automàticament les fibres individuals que apareixen a les imatges i, així, poder quantificar-ne característiques rellevants, com ara la longitud, l’amplada o la rectitud.
«La metodologia estàndard per analitzar les fibres de col·lagen es basa en una tècnica de microscòpia avançada anomenada second harmonic generation, que requereix un microscopi confocal de doble fotó, un tipus de microscopi car i que necessita un operari expert», detalla. «Per contra —continua—, la nostra eina és una aproximació més barata i fàcil d’incorporar per a les unitats de patologia, ja que fa servir una tinció econòmica, el PSR; un programari gratuït com CT-FIRE, i una tècnica de microscòpia accessible per a la majoria d’hospitals com és la llum polaritzada».
La densitat del col·lagen, un indicador de mal pronòstic
Els investigadors han aplicat aquesta metodologia per analitzar 195 mostres de pacients amb adenocarcinoma i carcinoma de cèl·lules escamoses. Els resultats mostren que la rectitud de les fibres seria un potencial biomarcador per diagnosticar la malaltia, mentre que la densitat seria un indicador de mal pronòstic. A més, el valor pronòstic de la densitat del col·lagen seria «independent de l’estadi clínic del tumor, i demostraria que analitzar les fibres de col·lagen aporta informació addicional rellevant», destaca Jordi Alcaraz.
Enduriment anòmal dels teixits en els pacients amb adenocarcinoma
La nova metodologia també ha permès comparar les característiques de les fibres de col·lagen dels pacients amb mostres de teixits no cancerígenes. D’aquesta manera, per primera vegada han pogut descriure quantitativament els canvis que tenen lloc en l’organització del col·lagen en el càncer de pulmó de cèl·lules no petites.
Els resultats mostren que, en les mostres de teixits tumorals, es produeix un augment de la rectitud, la longitud i l’amplada d’aquestes fibres, cosa que indica un enduriment anòmal del teixit, especialment en els pacients amb adenocarcinoma. Segons els investigadors, aquest enduriment estaria relacionat amb diversos mecanismes per evitar la resposta del sistema immunitari i, consegüentment, amb la progressió del tumor en aquest tipus de càncer. «Això obre les portes a identificar noves teràpies dirigides contra l’enduriment anòmal», conclou l’investigador.
Han finançat aquesta recerca l’Agència Estatal de Recerca del Ministeri de Ciència i Innovació, La Caixa i la Fundació Cellex.
Enllaç al vídeo de l’investigador.
Article referenciat:
Enrico Almici, Marselina Arshakyan, Josep Lluís Carrasco, Andrea Martínez, Josep Ramírez, Ana Belén Enguita, Eduard Monsó, Joan Montero, Josep Samitiera, Jordi Alcaraz. «Quantitative Image Analysis of Fibrillar Collagens Reveals Novel Diagnostic and Prognostic Biomarkers and Histotype-dependent Aberrant Mechanobiology in Lung Cancer», Modern Pathology, march 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.modpat.2023.100155.
