Una célula presente en el cerebro, esencial para el tratamiento del glioblastoma
El glioblastoma, un cáncer muy refractario, suele dar lugar a periodos de supervivencia inferiores a dos años tras el diagnóstico. En un reciente estudio de NPJ Genomic Medicine, científicos de la Universidad de Notre Dame descubrieron que una célula relativamente olvidada podría aportar nuevos conocimientos sobre cómo esta forma agresiva de cáncer cerebral elude la inmunoterapia.
Según Meenal Datta, profesor adjunto de ingeniería aeroespacial y mecánica en Notre Dame y autor principal del estudio, hace una década se desconocía la existencia de fibroblastos perivasculares en el cerebro, no sólo en el revestimiento del cráneo.
Una célula del cerebro decisiva para el tratamiento del glioblastoma: examinar los tumores
“Mi laboratorio se especializa en examinar tumores mediante un enfoque orientado a la ingeniería y los sistemas, centrándose en atributos mecánicos únicos presentes en cánceres raros y poco explorados”.
Empleando tanto la bioinformática tradicional como técnicas de IA de vanguardia, el laboratorio TIME de Datta inició una investigación sobre los diversos genes expresados en el microentorno tumoral, en particular los vinculados a la matriz extracelular. Esta matriz actúa como un andamiaje que facilita la adhesión, migración, proliferación y diferenciación celular, entre otras funciones.
Su exploración condujo a un descubrimiento inesperado: la identificación de un tipo celular relativamente nuevo conocido como fibroblastos perivasculares. Estos fibroblastos, que normalmente se encuentran en los vasos sanguíneos cerebrales sanos, desempeñan la función de depositar colágeno para mantener la integridad estructural y la funcionalidad de los vasos cerebrales.
Por eso, Maksym Zarodniuk, estudiante de posgrado del laboratorio TIME y del programa de doctorado en bioingeniería, y autor principal del estudio, se refirió a esta revelación como un hallazgo fortuito. Su investigación, inicialmente orientada en otra dirección, tropezó con esta población celular al combinar análisis de secuenciación de ARN masivo y unicelular de tumores de pacientes.
Célula cerebral crítica para el tratamiento del glioblastoma: fibroblastos perivasculares
Analizando sus datos, los investigadores clasificaron a los pacientes en dos grupos en función de la prevalencia de fibroblastos perivasculares en sus tumores. El estudio reveló que los pacientes con una mayor proporción de estos fibroblastos respondían peor a las inmunoterapias y presentaban peores tasas de supervivencia.
Un análisis más detallado reveló que los fibroblastos perivasculares desempeñan un papel crucial en la creación de un entorno inmunosupresor en el tumor, lo que ayuda al cáncer a eludir el sistema inmunitario. Además, estos fibroblastos contribuyen potencialmente a la resistencia del cáncer a terapias como la quimioterapia, al promover células cancerosas de tipo troncal que presentan bajas tasas de división, lo que se conoce como un factor clave en la recaída y diseminación del tumor.
“En el futuro, nuestro objetivo es realizar más experimentos para validar las conclusiones de este trabajo y sentar las bases para mejorar la respuesta a la inmunoterapia”, comentó Zarodniuk.
La vasculatura sana del cerebro
Datta sugiere que los fibroblastos perivasculares, que forman parte de la vasculatura sana del cerebro, pueden estar migrando o infiltrándose en los tumores de glioblastoma. Sin embargo, en lugar de contribuir al funcionamiento normal del cerebro, estos fibroblastos se reprograman y contribuyen al crecimiento del tumor.
La mayoría de la gente percibe el cerebro como algo blando, compuesto por células blandas y una matriz flexible. Datta destacó cómo los fibroblastos y las proteínas fibrosas aportan nuevos conocimientos sobre cómo las células cancerosas aprovechan la estructura del cerebro.
Por ello, el estudio contó con la colaboración de investigadores de Notre Dame, entre ellos Jun Li, que desarrolló algoritmos de aprendizaje profundo, y Xin Lu, profesor de Ciencias Biológicas.
Datta está vinculado a numerosos institutos de Notre Dame, como el Instituto Berthiaume de Salud de Precisión, el Instituto Eck de Salud Global, el Instituto Harper de Investigación del Cáncer, el Instituto Lucy Family de Datos y Sociedad, NDnano y el Centro Warren de Descubrimiento de Fármacos.
Datta, como profesor asistente, participa en múltiples programas de doctorado en ingeniería y bioingeniería.
Esta investigación ha recibido financiación del Instituto Nacional del Cáncer.
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