Cómo las fuerzas físicas activan genes implicados en el cáncer

En enfermedades como el cáncer o la fibrosis hepática y pulmonar, el tejido se vuelve más rígido y las fuerzas mecánicas activadas por las células aumentan, promoviendo la progresión de la enfermedad. Un equipo del Instituto de Bioingeniería de Cataluña ha descubierto la manera en la que estas fuerzas desencadenan la expresión de genes promotores del cáncer.

SINC | | 27 octubre 2017 10:00

Pere Roca-Cusachs en el Institut de Bioenginyeria de Catalunya. / IBEC

Las células aplican fuerzas mecánicas al tejido que las rodea, produciendo un efecto crucial para la función del tejido sano. En enfermedades como el cáncer o la fibrosis hepática y pulmonar, el tejido se vuelve más rígido y las fuerzas mecánicas aumentan, promoviendo la progresión de la enfermedad.

La proteína YAP, además de desempeñar un papel esencial durante el desarrollo embrionario, gobernando procesos como el tamaño de los órganos, también es un conocido oncogén: activa la transcripción de genes que promueven el cáncer al aumentar la proliferación e impedir la muerte de las células cancerosas.

"Ahora comprendemos cómo la rigidez del tejido tumoral afecta a las células a nivel genético", dice el científico

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC), liderados por Pere Roca-Cusachs, observaron que cuando las fuerzas no alcanzaban el núcleo de la célula, la proteína YAP permanecía en equilibrio entre el citoplasma y el núcleo. Sin embargo, cuando las fuerzas afectaban al núcleo, como ocurre en áreas de tejido tumoral que son particularmente rígidas, las células respondían abriendo los poros del núcleo permitiendo que entrara más YAP. Esto activa a los genes implicados en la proliferación o supervivencia celular, y permite que el cáncer se disemine y crezca.

"Ahora comprendemos cómo la rigidez del tejido tumoral afecta a las células a nivel genético, promoviendo la estrategia de supervivencia de las células cancerosas", dice Roca-Cusachs, investigador principal del grupo Mecanobiología molecular y celular en el IBEC y profesor agregado de la Universidad de Barcelona (UB), que llevó a cabo el estudio publicado en la revista Cell junto con el grupo Biomecánica celular y respiratoria del IBEC, y en colaboración con investigadores del King's College en Londres.

"Utilizando como diana terapéutica la conexión mecánica entre el núcleo y el cuerpo de la célula, su esqueleto, podríamos prevenir los efectos adversos de la rigidez tisular en el cáncer o la fibrosis", añade Alberto Elosegui-Artola, investigador senior en el IBEC y primer autor del estudio. Este mecanismo de mecanosensado también podría ser utilizado por las células en otros procesos donde las fuerzas desempeñan un papel importante, como en el desarrollo embrionario.

Referencia bibliográfica:

A. Elosegui-Artola, I. Andreu, A. E.M. Beedle, A. Lezamiz, M. Uroz, A. J. Kosmalska, R. Oria, J. Z. Kechagia, P. Rico-Lastres, A.-L. Le Roux, C. M. Shanahan, X. Trepat, D. Navajas, S. Garcia-Manyes and P. Roca-Cusachs (2017). "Force triggers YAP nuclear entry by regulating transport across nuclear pores". Cell 26 de octubre de 2017

Este trabajo ha sido financiado por la Comisión Europea, el Ministerio de Economía y Competitividad de España, el Consejo Europeo de Investigación, la Obra Social "La Caixa", la Fundación la Marató de TV3 y el Gobierno Vasco.