Notícies

Inici  >  Notícies > L’expansió de les cèl·lules tumorals desafia la física actual

L’expansió de les cèl·lules tumorals desafia la física actual

D'esquerra a dreta, els investigadors Jaume Casademunt, Carlos Pérez i Xavier Trepat. Foto: IBEC

D'esquerra a dreta, els investigadors Jaume Casademunt, Carlos Pérez i Xavier Trepat. Foto: IBEC

Conjunt de cèl·lules de càncer de mama adherides a una superfície rica en col·lagen. Es pot observar el citosquelet d'actina en verd, revestit de miosina activa (ppMLC) en vermell, i les unions cèl·lula-cèl·lula (I-cadherina) en blau. Foto: IBEC

Conjunt de cèl·lules de càncer de mama adherides a una superfície rica en col·lagen. Es pot observar el citosquelet d'actina en verd, revestit de miosina activa (ppMLC) en vermell, i les unions cèl·lula-cèl·lula (I-cadherina) en blau. Foto: IBEC

Conjunt de cèl·lules de càncer de mama que es comencen a desenganxar d'una superfície per formar un agregat esfèric. En vermell observem el citosquelet d'actina estirant les adhesions al substrat (paxilina), marcades en verd. Foto: IBEC

Conjunt de cèl·lules de càncer de mama que es comencen a desenganxar d'una superfície per formar un agregat esfèric. En vermell observem el citosquelet d'actina estirant les adhesions al substrat (paxilina), marcades en verd. Foto: IBEC

25/09/2018

Recerca

Un tumor maligne es caracteritza per la capacitat de disseminar-se pel seu entorn. Per fer-ho, les cèl·lules del tumor s'han d’adherir al teixit que les envolta (principalment col·lagen) i exercir-hi forces per propulsar-se. En un estudi publicat a la revista Nature Physics, un equip liderat per Xavier Trepat, investigador ICREA a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i professor del Departament de Biomedicina, i Jaume Casademunt, catedràtic del Departament de Física de la Matèria Condensada, revela quines forces exerceixen les cèl·lules tumorals per escampar-se. Sorprenentment, la relació entre aquestes forces i el moviment cel·lular transcendeix les lleis de la física tal com estan formulades actualment.

Els investigadors van situar cèl·lules de tumors de mama sobre una superfície rica en col·lagen i van observar com s’expandien. Gràcies a la tecnologia desenvolupada pel grup de Trepat, els experts van poder mesurar les forces físiques exercides per les cèl·lules durant aquest procés, una fita que no s’havia aconseguit fins ara. Amb aquest mètode, van descobrir que l’expansió del tumor depèn d’una competició entre forces: les cèl·lules s’agafen entre elles, mantenint-se unides, i, alhora, s’agafen al seu entorn per escapar-se. En funció de quina força predomini, el tumor mantindrà la seva forma esfèrica o s’escamparà completament sobre la superfície. «És un procés molt semblant al que passa quan posem una gota d’aigua sobre una superfície. En algunes superfícies, com en el cas d’una rajola, la gota s’escamparà completament, mentre que en altres superfícies es mantindrà esfèrica, com passa sobre la tela impermeable d’un paraigua», explica Carlos Pérez, investigador de l’IBEC, becari de la Caixa i primer autor de l’article.  

Malgrat les similituds trobades entre els tumors i els líquids quotidians, la física en tots dos casos és molt diferent. «El mullat de superfícies és un problema central de la física clàssica que entenem molt bé, però els tumors semblen seguir lleis molt diferents», afirma Ricard Alert, investigador de la UB, becari de la Caixa i coautor de l’article. A diferència dels fluids passius, les cèl·lules poden generar forces i desplaçar-se per si mateixes. Això converteix els teixits biològics en fluids actius i, en particular, els tumors en gotes actives. Així doncs, entendre l’expansió dels tumors sobre una superfície ha requerit desenvolupar una nova teoria física que els investigadors han anomenat mullat actiu.

«Quan pensem en estats de la matèria, solem pensar en sòlids, líquids o gasos. Els nostres resultats i els d’altres laboratoris indiquen que les cèl·lules vives no encaixen en aquest esquema i es comporten com una altra forma de la matèria, que anomenem matèria activa», explica Jaume Casademunt també investigador Institut de Sistemes Complexos (UBICS). Quan apareix un tumor, les cèl·lules acumulen mutacions i les seves propietats mecàniques canvien. Generalment, les cèl·lules tumorals perden unions entre elles i guanyen unions amb el seu entorn. Durant el creixement tumoral, el mateix entorn és també modificat, de manera que augmenta la quantitat de col·lagen i la seva rigidesa. «Els nostres experiments revelen que aquests canvis són suficients per desajustar el balanç de forces d’un tumor, la qual cosa provoca que les cèl·lules comencin a escampar-se pel seu entorn», assenyala Xavier Trepat.

Aquesta troballa posa en relleu la importància de les forces físiques en la metàstasi, i obre portes al desenvolupament de teràpies per alterar la mecànica dels tumors com a possible tractament del càncer. 

L’estudi ha estat finançat pel Ministeri d'Economia i Competitivitat (MINECO), la Generalitat de Catalunya, el Consell de Recerca Europeu (ERC), la Comissió Europea (projecte MECHANO-CONTROL d'Horitzó 2020), el Centre d'Investigació Biomèdica en Xarxa de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN) i l’Obra Social la Caixa.


Article de referència:
Carlos Pérez-González, Ricard Alert, Carles Blanch-Mercader, Manuel Gómez-González, Tomasz Kolodziej, Elsa Bazellieres, Jaume Casademunt, Xavier Trepat (2018). «Active wetting of epithelial tissues». Nature Physics, 2018.

 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al flickr de la Universitat de Barcelona
Membre de la Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona