Un estudi liderat per l’IBEC demostra que la laminina, una proteïna present en els teixits mamaris sans, evita els efectes de l’enduriment, protegint les cèl·lules contra el creixement tumoral. El mecanisme s’ha demostrat in vitro, però es creu que també podria funcionar in vivo a partir de l’observat en mostres de pacients.
Les cèl·lules són capaces de transformar canvis mecànics en respostes biològiques. Aquest procés es coneix com a mecanotransducció i té un paper fonamental en l’evolució dels tumors sòlids, com el càncer de mama.
Se sap que un canvi mecànic habitual en processos de càncer és l’enduriment dels teixits. Aquesta rigidesa és precisament el que es detecta en fer una autoexploració o palpació mamària, per detectar possibles tumors. La rigidesa del teixit mamari provoca una reacció en cadena, generant tensió a l’interior de les cèl·lules i deformant el seu nucli. En última instància, la deformació del nucli activa gens que controlen la proliferació cel·lular i estan relacionats amb el creixement tumoral.
Un estudi publicat avui a la revista Nature Materials demostra un mecanisme cel·lular que podria ser clau per frenar l’avanç dels tumors de mama. Els resultats del treball, liderat per Pere Roca-Cusachs, investigador principal de l’IBEC i de la Universitat de Barcelona, indiquen que la laminina, una proteïna que dona consistència i suport als teixits mamaris sans, dificulta el procés de mecanotransducció a les cèl·lules, protegint el nucli de ser deformat.
“Els nostres resultats mostren que la presència de laminina evita els efectes de la rigidesa. És a dir, que protegeix les cèl·lules contra el creixement tumoral. Demostrem aquest mecanisme in vitro, però creiem que també podria funcionar in vivo ja que existeix una concordança amb l’observat en mostres de pacients de càncer de mama”, explica Zanetta Kechagia, investigadora postdoctoral de l’IBEC i primera autora de l’estudi.
“A partir d’aquest mecanisme, que hem demostrat que preveu la invasió de cèl·lules tumorals, es podrien dissenyar eines diagnòstiques més sensibles o noves teràpies potencials contra el càncer de mama. Per a això, serà necessari seguir investigant”, afegeix Pere Roca-Cusachs, investigador de l’IBEC, professor agregat Serra-Hunter de la Universitat de Barcelona (UB) i líder de l’estudi.
Ja s’ha demostrat que un increment en la rigidesa del teixit indueix respostes mecàniques a l’interior de les cèl·lules. Les més habituals estan relacionades amb canvis en el citoesquelet de les cèl·lules per interaccionar amb el teixit i migrar, així com amb l’activació de la proteïna YAP, que entra al nucli accionant gens relacionats amb la proliferació cel·lular.
Per estudiar el procés de mecanotransducció, l’equip d’investigació va sembrar cèl·lules de teixit mamari sobre gels amb rigidesa variable per simular teixits sans (tous) i malignes (rígids). Van comparar el comportament de les cèl·lules sobre gels coberts amb laminina i gels coberts amb col·lagen o fibronectina, altres proteïnes de suport cel·lular que es produeixen en excés en processos cancerígens.
Així, els investigadors van observar que les cèl·lules sembrades sobre el gel ric en laminina van tenir una resposta mecànica molt lleu a la rigidesa del substrat, en comparació a aquelles sembrades sobre els gels rics en col·lagen i fibronectina.
Aquest treball forma part del projecte europeu MECHANO·CONTROL, amb un finançament de més de 7 milions d’euros dins del marc dels projectes europeus FET (Tecnologies Futures i Emergents).
“Aquests resultats són la culminació de més de 6 anys de treball, en els quals hem comptat amb el suport de la Comissió Europea i un equip d’institucions internacionals, amb l’IBEC al cap, per entendre com les forces mecàniques afecten el càncer de mama.” Daniel Caudepón, gestor de projectes de l’IBEC encarregat del projecte MECHANO·CONTROL.
El treball inclou contribucions importants d’altres institucions involucrades en MECHANO·CONTROL, amb el treball de Pablo Sáez i Marino Arroyo (Universitat Politècnica de Catalunya), i Thijs Koorman i Patrick Derksen (University Medical Center Utrecht, Països Baixos).
Article referenciat:
Zanetta Kechagia, Pablo Sáez, Manuel Gómez-González, Brenda Canales, Srivatsava Viswanadha, Martín Zamarbide, Ion Andreu, Thijs Koorman, Amy E. M. Beedle, Alberto Elosegui-Artola, Patrick W. B. Derksen, Xavier Trepat, Marino Arroyo & Pere Roca-Cusachs. The laminin–keratin link shields the nucleus from mechanical deformation and signalling. Nature Materials (2023). DOI: 10.1038/s41563-023-01657-3.
