Luns 26 Febreiro 2024

Os tumores cerebrais interfiren na comunicación entre neuronas

Investigadores españois acaban de descubrir por que case a metade dos pacientes con metástase no cerebro ven afectada a súa capacidade cognitiva

Case a metade dos pacientes con metástase cerebral ven afectada a súa capacidade cognitiva. Ata o de agora asumíase que isto se debe á presenza física do tumor, que presiona o tecido neuronal. Pero algo falla nesa hipótese do efecto masa do tumor, porque a miúdo non hai relación entre o tamaño do cancro e o seu impacto cognitivo. Tumores pequenos poden xerar alteracións importantes, e á inversa. Por que? A explicación pode estar en que a metástase cerebral hackea a actividade do cerebro, segundo demostra por primeira vez un estudo publicado en Cancer Cell ao que a revista outorgou a súa portada na edición impresa.

Os autores, do Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC) e o Centro Nacional de Investigacións Oncolóxicas (CNIO), descubriron que cando o cancro se disemina no cerebro (fai metástase) altera a química cerebral, e interfere así na comunicación neuronal —as neuronas comunícanse mediante impulsos eléctricos que se xeran e transmiten mediante cambios bioquímicos nas células e a súa contorna—.

No traballo colaboraron os laboratorios de Manuel Valiente (CNIO) e Liset Menéndez de La Prida (Instituto Cajal do CSIC) dentro do proxecto europeo NanoBright, destinado a desenvolver novas tecnoloxías para o estudo do cerebro, e con participación doutras axencias financiadoras como MICINN, AECC, ERC, NIH e EMBO.

Demostración con intelixencia artificial

Os investigadores mediron a actividade eléctrica do cerebro de ratos con e sen metástase, e observaron que os rexistros electrofisiolóxicos dos animais con cancro son distintos. Para asegurarse de que esa diferenza é atribuíble á metástase recorreron á intelixencia artificial. Adestraron a un sistema de intelixencia artificial con numerosos rexistros electrofisiolóxicos e, en efecto, o modelo aprendeu a identificar a presenza de metástase.

Estes resultados mostran que a metástase inflúe na actividade eléctrica cerebral de maneira específica, deixando unha pegada moi clara.

O estudo supón, para os autores, un “cambio de paradigma” no coñecemento básico sobre como se desenvolve a metástase cerebral, e ten implicacións para a prevención, o diagnóstico precoz e o tratamento desta patoloxía.

Na pista dun fármaco contra os efectos neurocognitivos

Ademais de rexistrar os cambios na actividade eléctrica cerebral en presenza de metástase, os investigadores empezaron a explorar os cambios bioquímicos que explicarían esta alteración. Analizando os xenes que se están expresando nos tecidos afectados identificaron unha molécula, EGR1, cun papel potencialmente importante no proceso. O achado abre a posibilidade de deseñar un fármaco que preveña ou palíe os efectos neurocognitivos da metástase cerebral.

Como explica Valiente, director do grupo de Metástase Cerebral do CNIO, “o noso estudo multidisciplinar cuestiona o feito ata o de agora aceptado de que a disfunción neurolóxica, moi habitual en pacientes con metástase cerebral, débese unicamente para o efecto masa do tumor. Nós propoñemos que estes síntomas son consecuencia de cambios na actividade cerebral produto das alteracións bioquímicas e moleculares, inducidas polo tumor. É un cambio de paradigma que podería ter implicacións relevantes para o diagnóstico e as estratexias terapéuticas”.

Liset Menéndez de La Prida, directora do Laboratorio de Circuítos Neuronais do Instituto Cajal (CSIC), sinala: “Mediante aprendizaxe automática fomos capaces de integrar todos os datos para crear un modelo que permite saber se hai ou non metástase cerebral mirando unicamente á actividade eléctrica. Esta aproximación computacional podería ter a capacidade mesmo de predicir subtipos de metástase cerebral en estadios iniciais. É un traballo totalmente pioneiro, que abre un camiño inexplorado”.

Ambos autores resaltan o carácter multidisciplinar dun traballo complexo que combina neurociencia, investigación oncolóxica e computacional, e cada unha destas áreas con, á súa vez, un amplo abanico de técnicas diferentes.

Estudo cognitivo de pacientes e desenvolvemento de técnicas non invasivas

O cambio de enfoque que achega este resultado fai que os investigadores queiran analizar moito máis sistematicamente o estado cognitivo dos pacientes con metástase cerebral. Este é, para Valiente, un dos principais próximos pasos. Para iso será clave RENACER, a Rede Nacional de Metástase Cerebral promovida polo CNIO, que xa serviu para xerar a maior colección de mostras vivas de metástase cerebral no mundo (co consentimento dos pacientes, as mostras extraídas en quirófano quedan ao dispor da comunidade científica internacional no Biobanco CNIO), e na que agora van introducir protocolos de avaliación neurocognitiva dos pacientes participantes.

Menéndez de La Prida, pola súa banda, avanzará na integración do rexistro da actividade cerebral coa análise das moléculas implicadas, “para desenvolver novas sondas diagnósticas de tumores cerebrais”, sinala. É unha tarefa en liña co proxecto europeo NanoBright, que busca crear técnicas non invasivas para investigar o cerebro e tratar as súas patoloxías, e no que participan o CSIC e o CNIO.

Outro obxectivo é dar con fármacos que protexan o cerebro das interferencias creadas polo cancro nos circuítos neuronais utilizando as novas estratexias xa mencionadas. “Buscaremos as moléculas que xogan un papel nas alteracións inducidas pola metástase na comunicación neuronal, e avaliarémolas como posibles dianas terapéuticas”, explica Valiente. Ademais da intelixencia artificial ideada polo equipo do CSIC, empregarán a tecnoloxía METPlatform desenvolvida no CNIO para avaliar a posible actividade terapéutica de centos de compostos á vez sobre as mostras de tecido cerebral afectadas pola metástase.


Referencia: Machine learning identifies experimental brain metastasis subtypes based on their influence on neural circuits (Publicado en Cancer Cell)

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.

Relacionadas

Confirmada a presenza de gripe aviaria por primeira vez na Antártida

O virus detectouse en mostras de aves mortas, achadas por científicos arxentinos nas proximidades da base 'Primavera'

As gaivotas trasladan centos de quilos de plástico dos vertedoiros ás reservas naturais

Un equipo internacional liderado pola Estación Biolóxica de Doñana do CSIC desenvolveu un modelo de deposición de residuos baseado na dieta e o movemento destas aves

Desenvolto un anticorpo que bloquea todas as variantes de SARS-CoV-2 no laboratorio

O equipo realizou a investigación a partir de mostras de sangue dun paciente infectado durante a primeira onda da pandemia

Un equipo con participación galega desenvolve un novo tipo de axente contra o cancro

O composto actúa de maneira potente e selectiva sobre a respiración mitocondrial das células nai do tumor, diminuíndo o seu potencial canceríxeno