Cèl·lula HeLa amb un xip de silici amb forma d'estrella a l'interior (CSIC)

Aconsegueixen introduir xips en cèl·lules vives que podrien actuar com a fàrmacs

Els xips, mil vegades menys gruixuts que un cabell, permetran estudiar des de dins els processos de divisió cel·lular, però també poden ser usats com a fàrmacs

Xavier Duran27/04/2022 - 20.45

compartir a Facebook

TEMA:

CIÈNCIA

Investigadors del CSIC i de la Universitat de Barcelona han aconseguit introduir minúsculs xips de silici en cèl·lules vives. L'objectiu és estudiar des de dins els processos de divisió cel·lular, però també poden ser usats com a fàrmacs i obren noves vies d'exploració en nanomedicina.

La investigació l'han codirigit l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) i el Centre d'Investigacions Biològiques Margarita Salas (CIB-CSIC) i hi ha participat l'Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la Universitat de Barcelona (IN2UB). S'ha publicat a la revista Advanced Materials.

Tradicionalment, l'avenç en l'estudi del funcionament de les cèl·lules i el tractament de malalties s'ha basat en l'ús d'eines químiques. Però les darreres dècades s'ha constatat que per al bon funcionament de les cèl·lules, la part mecànica és tan important com la seva part química.

Per a aquest estudi, els científics han introduït xips de silici de 50 nanòmetres de gruix, equivalent a la mil·lèsima part d'un cabell, dins de cèl·lules vives.

Les cèl·lules són de càncer de coll d'úter i procedeixen de la línia cel·lular anomenada HeLa, que s'utilitza de forma rutinària en recerca.

Aquesta línia cel·lular té una història curiosa i que mostra com la recerca científica ha xocat sovint amb l'ètica. El 1951 es va practicar una intervenció quirúrgica a Henrietta Lacks, una dona afroamericana de 31 anys. Li van extreure cèl·lules d'un carcinoma de l'úter per avaluar-ne la malignitat. La pacient va morir 8 mesos després a causa del tumor.

Un biòleg cel·lular va observar que, a diferència de les cèl·lules que usualment es feien servir en recerca, aquestes sobrevivien molt de temps. De fet, eren immortals. Així es va crear una línia cel·lular que es va batejar amb les primeres lletres del nom i cognom de la pacient, HeLa, però sense que ni ella ni la seva família en tinguessin coneixement. La pràctica no era inhabitual en aquell moment.

La família no se'n va assabentar fins als anys 70 i mai no va rebre cap compensació econòmica, tot i que més de cent empreses han utilitzat la línia HeLa. L'any passat va presentar una demanda contra l'empresa Thermo Fisher Scientific, per haver obtingut beneficis amb aquestes cèl·lules tot i que ja se'n coneixia públicament l'origen poc ètic.

Destruir cèl·lules tumorals des de dins

Tornant a la recerca actual, els autors proposen fer servir els nanoxips no només per estudiar la mecànica cel·lular, sinó també per modificar-la. Expliquen que si es dissenyen de forma adequada, poden causar la mort de les cèl·lules en les quals entren.

Així, si els nanoxips són dirigits a una població cel·lular específica, com les cèl·lules tumorals, podrien emprar-se per a la seva destrucció selectiva sense afectar la resta.

Aquests petits dispositius es poden dissenyar amb formes i dimensions controlades a escala micromètrica i nanomètrica, com explica José Antonio Plaza, investigador de l'IMB-CNM-CSIC i coordinador del projecte:

"Els dispositius fabricats tenen forma d'estrella, amb un diàmetre de 22 micròmetres (milionèsimes de metre) i un gruix que va dels 50 fins als 500 nanòmetres (milmilionèsimes de metre). Estan fabricats en silici i la seva geometria en forma d'estrella els fa semblar una malla de nanofibres."

Per la seva banda, María Isabel Arjona, investigadora de l'IMB-CNM-CSIC, afegeix que "la capacitat de fabricar milions de xips de silici de mida i forma rigorosament especificades permetrà el disseny de noves eines que facilitaran l'exploració de la mecànica cel·lular des de perspectives innovadores, contribuint així al coneixement dels processos intracel·lulars".

Però a més de permetre estudiar d'una forma nova diferents malalties, com ara el càncer, també poden ser clau en futurs tractaments mèdics. Els nanoxips, conclouen els autors en l'article, obren la porta a nombrosos desenvolupaments per controlar la regulació dels gens o la diferenciació cel·lular i poden dur a noves opcions terapèutiques.

 

ARXIVAT A:

SALUTCIÈNCIARECERCA CIENTÍFICA

 

Els microorganismes de l'intestí, eines de futur per diagnosticar i tractar el càncer

La microbiota intestinal i el microbioma poden ajudar a detectar, diagnosticar i predir l'evolució i la recaiguda del càncer

Xavier Duran30/04/2022 - 07.32

compartir a Facebook

TEMA:

CÀNCER

Investigadors britànics han descobert cinc nous bacteris que sovint es troben en l'orina de malalts de càncer de pàncrees. Creuen que les anàlisis per detectar-los poden ajudar al diagnòstic d'aquest tumor i a la prognosi, és a dir, al pronòstic de l'evolució d'aquests pacients.

L'estudi l'han publicat a l'European Urology Oncology científics de la Universitat d'East Anglia, al Regne Unit. Els autors han demostrat que la presència dels bacteris Porphyromonas, Varibaculum, Peptoniphilus, Fenollaria i Fusobacterium està associada a un risc elevat de càncer de pròstata. La seva presència també permet definir un subgrup de pacients amb risc de desenvolupament de metàstasi. Tots són anaeròbics i per tant creixen en absència d'oxigen.

Segons els autors, això proporciona un punt de partida per a futures investigacions sobre el paper de bacteris específics en l'aparició i el desenvolupament del càncer. I això pot portar a trobar potencials tractaments.

Aquest estudi s'afegeix a molts altres que en els darrers anys han suggerit una relació entre la microbiota, els microorganismes presents a l'organisme, i certs tipus de càncer. Tal com explica al 324.cat el doctor Paolo Nuciforo, cap del Grup d'Oncologia Molecular del VHIO (Vall d'Hebron Institut d'Oncologia), l'objectiu és "trobar bacteris que puguin servir de biomarcadors en oncologia". Aquest bacteris poden ser utilitzats per al diagnòstic, per a la prognosi o bé per avaluar la resposta a tractaments.

L'equip de Nuciforo treballa en càncer colorectal (CCR). Al juny del 2020 va publicar un article a la revista Annals of Oncology sobre el Fusobacterium, un dels bacteris detectats en l'estudi que hem citat al principi. En investigacions anteriors havien observat que era un bacteri intestinal patogen important i associat al càncer colorectal.

Aquest treball del 2020 va ser el primer en què s'associava a la resposta al tractament i a la supervivència. Per tant, identificava per primera vegada un marcador de pronòstic en el càncer de recte basat en el microbioma intestinal.

Concretament, els autors van veure que la persistència del Fusobacterium nucleatum després d'un tractament amb químio i radioteràpia neoadjuvant s'associava amb altes taxes de recaigudes en càncer rectal localment avançat.

Els pacients amb tumors residuals després de la cirurgia i sense el bacteri tenien un bon comportament. En canvi, si en l'anàlisi donaven positiu del bacteri, el risc de recaiguda al cap de dos o tres anys era set vegades més alt que en els negatius.

Cèl·lules cancerígenes al còlon (IDIBAPS. Institut d'Investigació Biomèdica August Pi i Sunyer)

Això indica que alguns bacteris poden ser útils en el pronòstic de diversos tipus de càncer, si bé n'hi ha d'altres que es podrien relacionar específicament només amb tumors concrets.

Tot i això, cal investigar més per saber què indica la presencia de certs bacteris en pacients amb càncer: "Ara encara no sabem si afavoreixen l'aparició del tumor o la seva evolució, però sabem que es poden utilitzar com a marcadors".

A la pràctica clínica encara no es fan servir, però es comencen a tenir proves de la seva presència en femta o orina dels pacients i estic segur que s'arribaran a incorporar."

 

Què es podria fer amb la microbiota i el microbioma?

El grup del doctor Nuciforo participa en el projecte internacional OPTIMISTICC. El nom sembla un pronòstic positiu sobre el que se'n podrà extreure, però també mostra els jocs de paraules que els científics fan amb els acrònims: Opportunity To Investigate the Microbiome's Impact on Science and Treatment In Colorectal Cancer.

Els objectius del projecte són fer un mapa de la microbiota i del seu material genètic (microbioma) associada al càncer colorectal i desenvolupar teràpies basades en aquesta microbiota com a diana.

Un dels objectius concrets, afegeix Nuciforo, és "intentar comprendre el paper de la microbiota en el CCR i saber si els bacteris poden afavorir el tumor". Si fos així, es podria modificar la microbiota per prevenir o tractar el tumor.

Modificar la microbiota és factible i pot tenir relació amb moltes malalties, més enllà del càncer, com mostren estudis dels darrers anys. Però l'ús clínic d'això encara queda una mica lluny.

Una altra possibilitat és fer servir el microbioma per millorar la detecció precoç, com explica al 324.cat la doctora Mireia Obón, del grup de recerca del Programa d'Analítica de Dades Oncològiques de l'ICO-IDIBELL (Institut Català d'Oncologia i Institut d'Investigació Biomèdica de Bellvitge)

Tal com exposa, la presència de certs bacteris en la femta de persones amb càncer colorectal s'estudia des de fa anys i "un dels objectius és millorar el cribratge en la detecció precoç i poder triar millor els pacients amb més risc i als quals s'hauria de practicar una colonoscòpia":

"Estem en procés de publicació d'un article que mostra una sèrie de microorganismes que ajuden a discernir els casos de CCR dels individus sense càncer. Estudis semblants també han vist que es poden diferenciar gràcies al microbioma", explica Obón. Per implementar-ho, afegeix, encara falta temps, "però anem pel bon camí".

El grup del qual forma part la doctora Obón participa en el projecte internacional Colonbiome, que té com objectiu estudiar la interacció del microbioma amb l'organisme a nivell genètic, metabòlic i d'estil de vida. 

La importància de la detecció precoç

En el futur, la detecció dels microorganismes es podria afegir a la detecció precoç del CCR. Ara, informa la doctora Obón, quan es recullen les mostres de femta per detectar si hi ha sang oculta, també es fa, de manera experimental, l'anàlisi del microbioma. Així es pretén esbrinar "si hi ha una relació i en el futur es podria aplicar també en la detecció precoç".

A l'espera que aquests estudis confirmin que l'estudi del microbioma es pot utilitzar en aquest sentit, el que sí que desitja Obón és que "la gent comprengui la importància de participar en el programa de detecció precoç", que a Catalunya es fa a totes les persones d'entre 50 i 69 anys, franja en què el CCR té més incidència.

Imatge d'un possible pòlip detectat al còlon (María Daca/Hospital Clínic)

La participació es podria millorar, sobretot la dels homes --entre les dones és més alta. Al voltant d'un 6% de les mostres que s'analitzen donen positivitat per sang oculta i aleshores es practica colonoscòpia.

Amb la colonoscòpia es poden detectar i eliminar lesions, com pòlips, que no són malignes però que amb el temps evolucionaran cap a càncer. Per això, els programes de detecció precoç són molt importants, perquè permeten evitar molts futurs casos de CCR. I per això, conclou Mireia Obón, "cal que la participació de la gent augmenti".

 

ARXIVAT A:

SALUTCÀNCERCIÈNCIARECERCA CIENTÍFICA