Únete á nosa canle de Whatsapp
Os movementos colectivos de células son fundamentais para a formación e crecemento dos tecidos, pero tamén no desenvolvemento de tumores e procesos de metástase. Por iso é clave crear novas tecnoloxías non invasivas capaces de frear a mobilidade e a capacidade de multiplicación das células tumorais.
Sumándose a este obxectivo, un grupo de investigación do Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC), ao que pertenzo, conseguiu paralizar desprazamentos colectivos de células tumorais aplicando ondas ultrasónicas de baixa intensidade, a frecuencias dun megaherzio. É dicir, similares ás utilizadas para imaxes de ecografías pero en certas condicións de actuación estratéxicas.
Na investigación, publicada na revista Frontiers in Cell Development and Biology, irradiamos ditas ondas sobre mostras de células tumorais de páncreas cun dispositivo ultrasónico experimental. Tras aplicar doses únicas de 20 minutos de duración, observamos que ditas células se paralizaban durante, polo menos, un período de 48 horas de cultivo.
Corenta e oito horas inmobilizadas
Para analizar os comportamentos celulares, fixemos un corte na capa formada polas células coa punta dunha pipeta e aplicamos o tratamento de ultrasóns. Posteriormente, mantivemos as mostras nunha incubadora durante tres días e tomamos imaxes da zona da “ferida” cada 10 minutos.
En condicións normais prodúcese un proceso natural: as células situadas aos dous lados da fenda desenvolven lentos desprazamentos, aproximándose mutuamente nun proceso de “cicatrización” que dura aproximadamente entre 24 e 28 horas ata pechar completamente a ferida. Durante este período, as células situadas nos bordos da incisión (coñecidas como “líderes”) exploran a zona libre aumentando os seus tamaños e ocupando o espazo baleiro. Sempre van acompañadas por células situadas en filas máis afastadas a cada lado da fenda, que avanzan colectivamente coma se foran un só ente orgánico.
Con todo, isto non ocorre cando as mostras foron expostas previamente á radiación ultrasónica. Tras aplicar as ondas de baixa intensidade, observamos en máis de 20 experimentos unha inmobilización das células durante 48 horas polo menos, como xa se apuntou antes. Neste caso, as feridas permanecen abertas ou desenvólvense movementos de achegamento celular extremadamente lentos, impedindo a cicatrización.
As “líderes” deteñen o seu avance
Esta retardación convértese mesmo en paralización a partir das 24 horas posteriores ao tratamento ultrasónico. En particular, as células líderes situadas no bordo da ferida deteñen o seu avance. Con elas, outros centos de células próximas pero menos próximas ao bordo mostran solidariamente unha contención dos seus movementos conxuntos –coñecidos como “migración colectiva”– e desbaratan o proceso de cicatrización.
A nosa investigación tamén analizou a influencia dalgúns parámetros, como o tempo de irradiación ou o número de doses diarias aplicadas. Isto permitiu establecer as condicións óptimas do tratamento acústico. Así, atopamos que 15-20 minutos é o tempo ideal para lograr os efectos de paralización sen xerar dano ou deterioración nas células.
Ademais, non observamos cambios relevantes nos efectos dos ultrasóns de baixa intensidade ao dobrar a dose de radiación, repetindo a actuación ao longo das 48 ou 72 horas que dura o cultivo no que as células xa se paralizaron.
Entre 15 e 20 minutos: ese é o tempo ideal para lograr os efectos da paralización sen xerar dano celular
Os experimentos foron realizados en dúas condicións diferentes de cultivo: alimentando antes ás células e deixándoas sen nutrientes. O xaxún aplícase durante 24 horas antes de realizar os experimentos para evitar a multiplicación ou proliferación das células e asegurar un número estable delas. Dese modo, a ocupación progresiva da ferida deberase exclusivamente aos desprazamentos das células existentes ao comezo do experimento e poderá avaliarse sen distorsións a eficiencia dos ultrasóns para desactivar os movementos celulares.
Con todo, a alimentación das células é algo que sucede no crecemento dos tumores. Por iso é polo que, para achegarnos ás condicións reais destes procesos, levamos a cabo tamén experimentos en condicións de “non xaxún”. As conclusións extraídas tras comparar os dous tipos de ensaios son moi relevantes.
Sorprendentemente, o efecto paralizante dos ultrasóns é máis intenso nas mostras “alimentadas”, a pesar de que o aumento do número de células nos levara a pensar que non se ían a producir efectos observables. Trátase dun resultado inesperado, xa que, en ausencia de xaxún, a proliferación celular non se detén e o aumento ao longo de 48-72 horas de cultivo multiplica o número de células que poderían ocupar espazos na brecha.
Que repercusión pode ter este logro?
A nosa investigación abre unha porta ao desenvolvemento de novas terapias para deter o crecemento de tumores sólidos baseadas exclusivamente no uso de tecnoloxías ultrasónicas non invasivas. O seu manexo sinxelo permitiría aplicala en medicina primaria, abaratando os custos en sanidade. Mesmo sería posible o seu uso doméstico en certos tumores sólidos con fácil acceso para a radiación ultrasónica.
*Iciar González é científica titular na área de tecnoloxías físicas do Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC).
Cláusula de divulgación: Iciar González recibe fondos do Ministerio de Ciencia e Innovación a través do proxecto do Plan Nacional PID2021-128985OB-I00. Noninvasive technology to inhibit growth of solid tumors by low intensity ultrasounds.
