MADRID, 22 Dic. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del laboratorio del profesor Ido Amit, del Instituto Weizmann de Ciencias, en Israel, han logrado desarrollar por primera vez un método para rastrear y medir cambios a lo largo del tiempo en células individuales del interior del organismo, que podría dar lugar a nuevas terapias contra el cáncer y otras patologías, según publican en la revista 'Cell'.
El método, denominado Zman-seq (de la palabra hebrea zman, que significa "tiempo"), consiste en etiquetar células con diferentes marcas de tiempo y rastrearlas en tejidos sanos o patológicos. Gracias a esta 'máquina del tiempo' celular, los investigadores pueden conocer la historia de las células y el tiempo que cada una de ellas ha permanecido en el tejido, logrando en última instancia comprender los cambios temporales moleculares y celulares que se han producido dentro de ese tejido.
Las tecnologías unicelulares, las herramientas que permiten a los biólogos comprender lo que ocurre en el interior de las células individuales, han avanzado considerablemente en los últimos años, en gran parte gracias a la vibrante comunidad de investigación unicelular en la que el laboratorio de Amit es uno de los pioneros.
Con estas herramientas, ahora es posible obtener imágenes de alta resolución de cómo se desarrollan las enfermedades y cómo responde el organismo a distintos medicamentos, identificar poblaciones celulares raras, descifrar qué células interactúan entre sí y cómo se distribuyen espacialmente en un tejido.
Sin embargo, todos estos importantes conocimientos equivalen a obtener muchas imágenes fijas de una película e intentar comprender la trama. "Saber qué precedió a qué no basta para deducir la causalidad, pero sin este conocimiento no tenemos realmente ninguna posibilidad de entender cuál es la causa y cuál el efecto", afirma Amit.
El desarrollo de esta innovadora tecnología comenzó con las investigaciones del doctor Daniel Kirschenbaum, investigador postdoctoral del laboratorio de Amit.
"Solemos pensar en el cáncer como células que crecen sin control, pero en realidad el cáncer es también la pérdida de la capacidad del organismo, y en concreto de su sistema inmunitario, para controlar este crecimiento --afirma--. Y cuando observamos los tumores, gran parte de ellos están compuestos por células inmunitarias disfuncionales, que a veces constituyen un tercio o incluso la mitad de todas las células de un tumor".
El glioblastoma es uno de los tipos de tumores más inmunodepresores. "Para saber cómo vencer este cáncer, tenemos que entender qué les ocurre a las células inmunitarias cuando entran en el tumor y por qué pierden la capacidad de combatirlo y se vuelven disfuncionales", explica Kirschenbaum.
"Lo ideal sería tener un pequeño reloj en cada célula que nos dijera cuándo ha entrado en el tumor y cuándo se activan las señales y los puntos de control que le ordenan volverse incompetente --comenta--. Esta máquina del tiempo de regreso al futuro se creía imposible de desarrollar".
El gran avance se produjo cuando Kirschenbaum decidió adoptar un enfoque sorprendente. "En lugar de intentar medir el tiempo en las células dentro del tejido tumoral, decidimos intentar marcar las células mientras aún están en la sangre, antes de que entren en el tumor", apunta.
"Mediante el uso de diferentes tintes fluorescentes en diferentes puntos temporales, más tarde podemos saber exactamente cuándo entró cada célula en el tejido y cuánto tiempo había estado allí --explica--, y esto revela los cambios dinámicos que ocurrieron a las células en el tejido, por ejemplo, cuáles son las diferentes etapas en las que las células inmunes se vuelven disfuncionales dentro del tumor".
El reto, añade Kirschenbaum, era desarrollar la forma óptima de colorear las células en la sangre en puntos temporales específicos, asegurándose de que el tinte no llegara al propio tejido o permaneciera demasiado tiempo en la sangre, mezclándose potencialmente con el siguiente tinte.
Al mismo tiempo, el colorante debía permanecer en las células el tiempo suficiente para que pudieran medirse. Como parte del estudio, los investigadores del laboratorio de Amit demostraron que el método permite medir el tiempo en células inmunitarias de distintos tejidos: el cerebro, los pulmones y el aparato digestivo de modelos animales.
Gracias a Zman-seq, Kirschenbaum y sus colegas, también de Estados Unidos, Suiza y Alemania, pudieron comprender por qué el sistema inmunitario es tan disfuncional en la lucha contra el glioblastoma.
"Por ejemplo, demostramos que las células inmunitarias llamadas células asesinas naturales, que, como su nombre indica, son cruciales para eliminar las células rebeldes, se vuelven disfuncionales muy rápidamente porque el tumor secuestra sus mecanismos de eliminación, y esto ocurre en menos de 24 horas después de su entrada en el tumor. Esto explica por qué los intentos terapéuticos de aprovechar el sistema inmunitario para combatir el glioblastoma son tan ineficaces", afirma Kirschenbaum.
Ahora, los investigadores del laboratorio de Amit están desarrollando formas de bloquear los puntos de control tumorales que inhiben el sistema inmunitario con el fin de reactivarlo en el glioblastoma y otros tumores difíciles de tratar. Además, planean adaptar Zman-seq al estudio de la dinámica temporal de las células en todo el cuerpo humano.
"Por ejemplo, muchos pacientes de cáncer reciben terapia antes de la cirugía --apunta Kirschenbaum--. Queremos utilizar el método para colorear las células inmunitarias del organismo durante ese periodo, de modo que, tras la operación, podamos comprender mejor la dinámica de las células inmunitarias en el tumor y optimizar los tratamientos de los pacientes".
"Hasta hoy, había bastantes métodos diferentes que intentaban analizar datos de células individuales y ordenarlas a lo largo de un eje temporal según distintos parámetros. Pero todos estos enfoques eran un tanto arbitrarios a la hora de elegir cuál era la secuencia de acontecimientos", afirma Amit.
"Zman-seq proporciona los 'datos duros', las mediciones empíricas que permiten a los científicos comprender el orden preciso de los acontecimientos por los que pasan las células inmunitarias y de otro tipo cuando entran en un tumor, y esto puede conducir a una forma de pensar completamente nueva sobre cómo generar terapias más eficaces contra el cáncer y otros trastornos", concluye.
