Modelización

oncologia-traslacional

A través de modelos in vitro e in vivo se pretende reproducir los eventos clave en el proceso de metástasis de los cánceres epiteliales de mama y próstata, representando un escenario preclínico cercano a la realidad del paciente. Estos modelos suponen instrumentos para el estudio de los mecanismos principales de la metástasis, la caracterización molecular y funcional de las células tumorales, además de herramientas para su empleo en clínica.

El Roberto Piñeiro Cid es el responsable de la línea de Modelización de Cáncer de la Unidad Mixta Roche-Chus.

Modelos in vitro

Nuestra investigación se centra en entender los mecanismos de diseminación tumoral mediante el estudio de un modelo de “clusters” de células tumorales circulante (CTC-clusters), pequeñas agrupaciones de células tumorales que contribuyen al proceso de metástasis. Asimismo, a través de la reproducción de la heterogeneidad tumoral mediantes cultivos celulares, estudiamos su contribución al proceso de diseminación de las células tumorales y la formación de las metástasis.

El desarrollo de modelos de experimentación que se acerquen lo máximo posible a la realidad clínica representa hoy en día un reto en proyectos de investigación. En nuestra Línea buscamos modelos preclínicos in vitro que representen una perspectiva clínicamente relevante y realista de los determinantes de la enfermedad metastásica

Pez cebra como modelo de estudio in vivo

Los modelos animales complementan modelos in vitro en investigación preclínica. Uno de estos modelos es el basado en xenotransplante en pez cebra (Danio rerio), un modelo muy versátil de reciente implantación en oncología.

La posibilidad de inyectar un número reducido de células tumorales marcadas en el embrión del pez cebra y hacer un seguimiento en tiempo real mediante microscopía, permite realizar ensayos funcionales de manera rápida y económica en un modelo in vivo de experimentación. El seguimiento en tiempo real de las células tumorales en estos modelos clínicamente relevantes supone una herramienta valiosa para el estudio de la metástasis, y permite la obtención de resultados estadísticamente robustos con un número reducido de animales.

Pez-1

Proyecto: Contribución de los clústeres de CTC a la metástasis del cáncer mama.


 

El objetivo de la investigación se centra en entender los mecanismos de diseminación tumoral mediante el estudio de los “clústeres” de células tumorales circulantes, pequeñas agrupaciones de células tumorales que contribuyen al proceso de metástasis. Con el fin de poder realizar una caracterización tanto funcional como molecular de los clústeres de CTC de cáncer de mama se ha recreado el estadio de diseminación celular a través de su modelización in vitro. Para ello, se ha establecido un protocolo de generación de suspensiones celulares, tanto individuales como en pequeños clústeres, las cuales se han utilizado en estudios funcionales in vitro representativos del proceso de metástasis. Asimismo, se han optimizado y desarrollado xenotrasplantes de estas suspensiones celulares en modelos animales, como el ratón, y especialmente el embrión de pez cebra, para la modelización del proceso de metástasis. La combinación de estas aproximaciones experimentales nos ha permitido observar que los clústeres de CTC presentan ciertas ventajas biológicas respecto a las CTC individuales, como una mayor supervivencia en circulación debido a una mayor resistencia al estrés hemodinámico en la circulación y el mantenimiento de la proliferación celular, contribuyendo a incrementar la probabilidad de éxito de formación de metástasis. Además, se ha determinado que los clústeres de CTC diseminados presentan una expresión génica diferencial que apoya su mayor supervivencia y proliferación. Estos resultados han puesto de manifiesto la importancia del pez cebra como modelo y herramienta valiosa para entender la biología de las CTC, y en particular de los clústeres de CTC. Este trabajo ha sido recientemente publicado (Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 9279; https://doi.org/10.3390/ijms22179279). Por otro lado, se ha trabajado en el estudio de los clústeres de CTC como herramienta pronóstica en pacientes con cáncer de mama avanzado. El trabajo realizado ha permitido determinar que la presencia de clústeres de CTC en la sangre de estos pacientes correlaciona con un menor tiempo a la progresión y una menor supervivencia global, estableciéndose como un factor pronóstico independiente. Además, los pacientes con clústeres de CTC de mayor tamaño tienen un mayor riesgo de muerte (Cancers 2020, 12, 1111; https://doi.org/10.3390/cancers12051111).

La experiencia adquirida en estos proyectos iniciales nos ha permitido establecer otros proyectos, como el enfocado hacia la identificación de marcadores de clústeres de CTC, o el dirigido a entender el papel de células del ambiente tumoral en la biología de los clústeres de CTC. En el primero de ellos, estudiamos el perfil genómico de los clusters de CTC en comparación con las CTC individuales lo que ha permitido observar un perfil mutacional diferente, el cual podría estar implicado en la capacidad metastásica de los clústeres. Dichas mutaciones parecen ser exclusivas de los clústeres de CTC y no estar compartidas con mutaciones observadas en el tumor primario. En el segundo proyecto, hemos observado que los fibroblastos asociados a cáncer (CAF), uno de los principales componentes del microambiente tumoral, son capaces de modificar el comportamiento de las células tumorales en los clústeres, efecto dependiente de las características moleculares de las células tumorales. Además, hemos observado efectos sobre el anidamiento y proliferación de los clústers de CTC, sin llegar a afectar de forma significativa su capacidad de diseminación. Asimismo, los datos obtenidos indican que los CAF juegan un papel regulador en la formación de los clústeres de CTC.

Equipo

ROBERTO
Roberto Piñeiro Cid
Responsable de la Línea de Modelización de cáncer de la Unidad Mixta Roche-Chus
CARMEN
Carmen Abuín Redondo
Técnico de laboratorio de la Unidad Mixta Roche-CHUS
2
Inés Martínez Pena
FPU predoctoral student of the Cancer Modeling line of the Roche-Chus joint Unit
1
Pablo Hurtado Blanco
Predoctoral student of the Cancer Modeling line of the Roche-Chus joint Unit
logo-oncomet-def_1
0
Roche_70

La Unidad Mixta Roche-Chus está cofinanciada por la Axencia Galega de Innovación, GAIN de la Xunta de Galicia: “Subvención a organismos de investigación de Galicia para a creación, posta en marcha e impulso de Unidades Mixtas de Investigación” de la Xunta de Galicia en el marco del Plan Galego de Investigación, Innovación e Crecemento- i2C.

logo-gain
c_ceei