Una bacteria oral común promueve la actividad asociada a la progresión tumoral en las células de cáncer de páncreas

Una bacteria oral común promueve la actividad asociada a la progresión tumoral en las células de cáncer de páncreas

Investigadores de Virginia Tech del Departamento de Ingeniería y Mecánica Biomédica y del Departamento de Bioquímica han descubierto una característica de una bacteria oral común que se traslada a tumores de cáncer de páncreas que puede ayudar en futuras intervenciones terapéuticas para el tratamiento. La bacteria Fusobacterium nucleatum puede desempeñar un papel clave en la agresividad con la que el cáncer crece y se propaga por todo el cuerpo.

El cáncer de páncreas es la tercera causa principal de muerte relacionada con el cáncer en los Estados Unidos. Una forma particularmente agresiva de cáncer de páncreas, el adenocarcinoma ductal de páncreas, tiene una esperanza de supervivencia de menos de seis meses.

Varias características complican el tratamiento de la enfermedad, incluida su capacidad para suprimir el sistema inmunológico y su compleja ubicación y estructura, que dificultan la administración de la cirugía y la quimioterapia.

Scott Verbridge, profesor asociado de ingeniería biomédica y mecánica, y Barath Udayasuryan Ph.D. '22, graduado de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Biomédicas de la Universidad Virginia Tech-Wake Forest, realizó una investigación sobre una bacteria que se encuentra, entre otras cosas, en los tumores de cáncer de páncreas. Lo más importante es que descubrieron formas en las que la bacteria puede influir directamente en la progresión del cáncer y la resistencia a los tratamientos de quimioterapia.

Estos resultados se presentan en la edición del 18 de octubre de Science Signaling.

Daniel J. Slade, profesor asociado de bioquímica y destacado experto en microbios en el cáncer y sus interacciones bioquímicas con el microambiente tumoral, también trabajó con Verbridge y Udayasuryan.

El Laboratorio de Ecología Integrativa de Tumores de Verbridge ha estado colaborando con el equipo de Slade en la investigación del cáncer durante años. Juntos han hecho descubrimientos sobre el papel de un microbio particular, F. nucleatum, en la promoción de la migración de células cancerosas, particularmente en el cáncer de colon.

Debido a que este microbio es una bacteria bucal común, a menudo se ha estudiado en relación con enfermedades bucales como la periodontitis y la gingivitis. Sin embargo, se sabía poco sobre cómo el microbio ingresa y se adapta a los microambientes tumorales, aumentando así la agresividad de los tumores cancerosos. Otras investigaciones sobre el cáncer habían confirmado la presencia del microbio en el cáncer de páncreas, lo que llevó a Verbridge y su equipo a preguntarse si esta bacteria también podría activar la migración tumoral en el páncreas.

"El microbioma tumoral puede influir en la progresión del cáncer, por lo que nuestro objetivo es comprender mejor el papel de estas bacterias en el cáncer", dijo Udayasuryan, quien fue nombrado Estudiante de Doctorado Destacado de 2022 en la Facultad de Ingeniería de la Escuela de Graduados de Virginia Tech. "No fue hasta principios de 2022 que el microbioma tumoral fue reconocido abiertamente como un sello distintivo del cáncer. La biología del cáncer y la biología de las infecciones generalmente se han visto como campos de estudio separados, pero la reciente fusión de los dos campos está revelando conocimientos fundamentales sobre la progresión del cáncer. Nuestro enfoque es estar a la vanguardia de este paradigma emergente, y estamos a la vanguardia de la investigación y analizamos cosas que aún están por venir y que nadie había visto. antes."

En el primer análisis de la migración de células de cáncer de páncreas infectadas, los investigadores encontraron un obstáculo inesperado: descubrieron que la cantidad de células que migraban era difícil de cuantificar porque la cantidad total parecía exceder drásticamente la población de células que esperaban en el sistema. Utilizando modelos de tumor en un chip in vitro, Verbridge y su equipo confirmaron que este microbio puede unirse e invadir las células de cáncer de páncreas, que luego secretan moléculas que estimulan el crecimiento acelerado de las células cancerosas. Este hallazgo explicó por qué el equipo vio tantas más células de las esperadas en sus experimentos. También les permitió identificar un aumento en la migración de células infectadas.

En otro descubrimiento importante, descubrieron que el microbio puede infectar células del tejido pancreático normal y no tumoral. En sus experimentos, cuando una célula normal era infectada, seguía creciendo normalmente; Sin embargo, su presencia estimuló que las células cancerosas cercanas crecieran y se propagaran más rápido.

Este nuevo hallazgo amplía las ideas actuales sobre las células no cancerosas dentro y alrededor de las células tumorales y cómo el cáncer se propaga de manera tan agresiva. Cualquier célula infectada por el microbio podría ser potencialmente más susceptible al crecimiento canceroso en una fecha posterior o incluso más susceptible a la metástasis, que es la forma en que la mayoría de los cánceres matan a sus huéspedes.

Armados con una comprensión de cómo las bacterias de los tumores influyen en el crecimiento y la propagación del cáncer, los científicos podrían desarrollar tratamientos de quimioterapia o inmunoterapia más eficaces. Estos resultados también pueden ayudar a desarrollar herramientas de diagnóstico y pronóstico para detectar el cáncer antes.

Aunque hemos demostrado que F. nucleatum es capaz de impulsar la proliferación y migración de células de cáncer de páncreas, aún no sabemos hasta qué punto estos resultados se traducen en sistemas vivos o pacientes humanos. Estos próximos pasos serán un trabajo futuro importante que, en última instancia, podría mostrarnos si este conocimiento podría conducir a terapias más efectivas adaptadas a los componentes del microbioma del propio paciente”.

Scott Verbridge, profesor asociado de ingeniería biomédica y mecánica

"Las interacciones huésped-microbioma son complejas porque muchas bacterias residentes en realidad apoyan la salud humana y se ha demostrado que mejoran la eficacia de los tratamientos contra el cáncer", dijo Verbridge, quien ganó el Premio del Decano de Ingeniería a la Investigación en 2020. "Esto hace que mi investigación sea muy compleja y significativa", dijo Verbridge. "Todavía hay muchas preguntas y, mientras buscamos respuestas, debemos tener cuidado sobre cómo podemos tratar de eliminar los insectos dañinos que pueden compartir similitudes con sus parientes más útiles".

Fuente:

Tecnología de Virginia

Referencia:

Udayasuryan, B., et al. (2022) Fusobacterium nucleatum induce la proliferación y migración en células de cáncer de páncreas a través de la señalización autocrina y paracrina del huésped. Señalización científica. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

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