Un estudi liderat per l’IBEC ha demostrat la capacitat de les cèl·lules mare de càncer colorectal per canviar les seves propietats mecàniques, facilitant l’èxit del procés metastàsic. Ho han fet utilitzant organoides de tumors a partir de cèl·lules de pacients. Aquests descobriments podrien contribuir al desenvolupament de noves estratègies per tractar i prevenir la metàstasi en el càncer colorectal.
Un estudi liderat per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) ha investigat com les propietats mecàniques de diferents tipus de cèl·lules de càncer colorectal influeixen en el procés de metàstasi. L’estudi, que va utilitzar organoides de tumors a partir de cèl·lules de pacients, es va centrar en les cèl·lules mare canceroses que expressen la proteïna LGR5, un marcador clau en la senyalització necessària per a la renovació i diferenciació de cèl·lules mare intestinals i canceroses. Els resultats van revelar diferències significatives en les propietats mecàniques entre les cèl·lules que expressen LGR5 (LGR5+) i les que no ho fan (LGR5-).
This transition between these two cell types that work together is an adaptive mechanism that helps them withstand the physical changes in the microenvironment and facilitates cancer progression.
Xavier Trepat
Més concretament, els investigadors van observar que les cèl·lules que no expressen LGR5 són més toves, menys adhesives i es mouen més ràpidament, cosa que les fa més aptes per moure’s des del tumor principal. En contrast, les cèl·lules que sí que expressen LGR5 són més aptes per adherir-se a les parets dels vasos sanguinis i formar bretxes que els permeten envair altres teixits, cosa que facilitaria el seu creixement en nous llocs del cos, podent formar metàstasi.
“Aquesta transició entre aquests dos tipus cel·lulars, que treballen en equip, és un mecanisme adaptatiu que les ajuda a suportar els canvis físics del microambient i facilita la progressió del càncer.” Explica Xavier Trepat, professor de recerca ICREA a l’IBEC.
El treball, publicat a la prestigiosa revista científica Nature Communications, demostra que aquestes diferències en les propietats mecàniques de les cèl·lules es deuen a la disminució de les proteïnes ERM (ezrina, radixina i moesina) que ocorre en les cèl·lules LGR5+. Aquestes proteïnes connecten la membrana cel·lular amb l’esquelet intern de la cèl·lula, afectant la seva rigidesa i adhesió. Manipulant aquestes proteïnes, l’equip d’investigació va poder fer que les cèl·lules LGR5+ i LGR5- es comportessin de manera similar, confirmant el paper crucial de les ERM en les diferències mecàniques observades.
Els nostres resultats demostren el potencial de les proteïnes ERM com a objectiu terapèutic per interferir en el procés metastàsic del càncer colorectal.
Sefora Conti
Tal com detalla Sefora Conti, investigadora de l’IBEC en el grup de Trepat i primera autora de l’estudi, van dur a terme diversos experiments per comprovar l’acció d’ERM:
“Afegim a les cèl·lules LGR5+ una proteïna sintètica que imita la funció d’ERM i observem que llavors es tornaven indistingibles mecànicament de les cèl·lules LGR5-. D’altra banda, reduïm l’expressió de les proteïnes ERM en cèl·lules LGR5- i de nou observem que les seves diferències mecàniques respecte a LGR5+ es reduïen. Aquests resultats demostren el potencial de les proteïnes ERM com a objectiu terapèutic per interferir en el procés metastàsic del càncer colorectal.”
En col·laboració amb el grup de l’Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB) liderat per Eduard Batlle, els investigadors també van analitzar els patrons d’expressió de les proteïnes ERM en cèl·lules individuals d’una cohort de pacients, mostrant que aquesta reducció en les ERM és una característica comuna en els tumors colorectals.
Aquests descobriments podrien contribuir al desenvolupament de noves estratègies per tractar i prevenir la metàstasi en el càncer colorectal, que és el tercer tipus de càncer més comú a tot el món i la segona causa principal de morts relacionades amb el càncer.
Xavier Trepat, líder de la recerca, també és professor a la Universitat de Barcelona (UB) i membre del Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa en Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN). El treball ha comptat amb la col·laboració del Centre de Regulació Genòmica (CRG) de Barcelona, l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB) de Barcelona, l’Institut Max Planck de Ciència de la Llum d’Erlangen, a Alemanya; el Laboratori Europeu de Biologia Molecular (EMBL) de Heidelberg, a Alemanya; la Universitat de Palerm, a Itàlia i el Centre d’Investigació Príncep Felip (CIPF) de València.
Article Referenciat:
Sefora Conti, Valeria Venturini, Adrià Cañellas-Socias, CarmeCortina, Juan F. Abenza, Camille Stephan-Otto Attolini, Emily Middendorp Guerra, Catherine K. Xu, Jia Hui Li, Leone Rossetti, Giorgio Stassi, Pere Roca-Cusachs, Alba Diz-Muñoz, Verena Ruprecht, Jochen Guck, Eduard Batlle, Anna Labernadie & Xavier Trepat. Membrane to cortex attachment determines different mechanical phenotypes in LGR5+ and LGR5- colorectal cancer cells.Nature Communications (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-47227-2
