Conocer cómo se origina un cáncer o atinar con el mejor tratamiento para abordarlo está hoy más cerca gracias a la hazaña técnica sin precedentes de un grupo de científicos que ha logrado reconstruir al detalle en tres dimensiones los tumores de dos mil pacientes a partir de sus biopsias.

El hallazgo, “comparable a cuando se descifró el genoma humano” según el director de Biotecnología del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Fernando Peláez, abre la esperanza de que, en un futuro, un doctor pueda introducir una muestra de biopsia en un aparato y lograr un mapa tridimensional detallado de un tumor que le permita tomar las mejores decisiones para atacarlo.

De momento, el paso desde la ciencia básica ya está dado y con el relevante número de muestras como para inferir que sus conclusiones son importantes: el nuevo atlas de planos tridimensionales de los tumores y de su entorno está basado en biopsias de dos mil pacientes con diferentes tipos de cáncer de mama, colorrectal, páncreas, riñón, útero y vías biliares.

Su descripción, recogida este miércoles en 12 artículos científicos en la revista Nature, ha sido realizada por investigadores de la Red del Atlas de Tumores Humanos, un consorcio de investigación financiado por el Instituto Nacional del Cáncer y los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.

Visualiza el papel de cada célula

La última década de investigación oncológica se ha caracterizado por grandes avances en la comprensión de cómo actúan las células que están en el entorno de un tumor sin ser tumorales.

En ese ‘microentorno tumoral’ puede haber desde vasos sanguíneos que den nutrientes u oxígeno al tumor, células del sistema inmunitario que en lugar de atacar al cáncer sean engañadas por él para su beneficio, o células de apoyo; y todos esos agentes suelen evolucionar con el tumor.

Los planos tridimensionales conocidos hoy dan un paso de gigante para conocer bien ese ‘microentorno tumoral’, revelando no solo la función de cada célula, sino dónde se localiza exactamente y cuál es su interacción con el resto de células implicadas en el desarrollo del cáncer, estén más o menos cerca de ellas en el tumor.

“La intuición nos decía que en el desarrollo y evolución de un tumor estaban implicadas las propias células cancerosas, células inmunitarias y células estructurales, ahora ya tenemos una técnica que nos permite comprobar claramente cual es el papel de cada cual”, señala a EFE una de las autoras, Li Ding, investigadora de Oncología de la Universidad Estatal de Washington.

La visibilidad tridimensional nos permite observar no solo cómo actúa cada célula del microentorno tumoral, sino cómo cambia su comportamiento en respuesta a un tratamiento o cuando el tumor se extiende a otros órganos y produce metástasis”, agrega la doctora Ding.

Mutaciones que actúan conjuntamente

Poder ver el desarrollo tridimensional de un tumor ha permitido constatar, entre otras cosas, que las células cancerosas tienen más actividad en el núcleo del tumor y las inmunitarias en sus bordes, o que un mismo tumor puede contener zonas con mutaciones genéticas distintas que impulsen su crecimiento.

Esto podría suponer que, en algunos casos, se requerirían tratamientos específicos distintos para abordar las mutaciones diferentes que pueda haber en cada zona del cáncer.

El cáncer colorrectal es un ejemplo de ello, según desglosa uno de los artículos, ya que los investigadores han visto cómo pueden surgir células con diferentes mutaciones que actúan colectivamente para crear el tumor, en lugar de hacerlo desde un único clon inicial como se pensaba hasta ahora.

Resistencia a la inmunoterapia

La visión tridimensional y en detalle de los tumores ha permitido verificar también cómo algunas zonas del tumor presentan una elevada actividad de las células inmunitarias, lo que se conoce como regiones calientes, y otras áreas son más ‘frías’ por la escasa o nula actividad inmune.

Las regiones calientes suelen responder bien a las inmunoterapias, pero las frías no, por lo que ver con tanto detalle dónde están podría indicar dónde y cuando es efectiva o no la inmunoterapia.

Otro de los artículos, centrado en el análisis del cáncer de mama, ha visto cómo cada tipo de tumor de mama se origina a partir de una tipología celular distinta.

En una valoración para EFE, Peláez subraya que las investigaciones afianzan el concepto de heterogeneidad en el cáncer: de que no se trata de una masa igual, sino muy compleja, en la que en cada zona pueden darse mutaciones distintas, y haber áreas con más células inmunológicas y otras con menos.

Cada cáncer es distinto y conocerlo con el grado de detalle que puede ofrecer la técnica tridimensional conocida hoy permitirá, en un futuro, tomar las mejores decisiones para el paciente a través de un tratamiento a medida de cada tumor.

Con información de EFE

El corazón envía después de sufrir un infarto algunas señales al cerebro para desencadenar unos mayores deseos de dormir y acelerar así el proceso de recuperación, ya que ese descanso puede contribuir a reducir la inflamación.

Lo han comprobado científicos del Hospital Mount Sinai de Nueva York, uno de los centros de referencia a nivel mundial en investigación y cirugía cardíaca y vascular, y los resultados de su trabajo, que se publican en la revista Nature, demuestran por primera vez cómo corazón y cerebro se comunican entre sí a través del sistema inmunitario para favorecer el sueño y la recuperación tras un episodio cardiovascular grave.

Las conclusiones subrayan la importancia de aumentar el sueño tras un infarto de miocardio y sugieren que dormir lo suficiente debería ser uno de los puntos centrales del tratamiento clínico y los cuidados tras un infarto, incluso en las unidades de cuidados intensivos, donde el sueño se interrumpe con frecuencia, junto con la rehabilitación cardiaca.

Los investigadores utilizaron primero modelos de ratón para descubrir este fenómeno; indujeron infartos en la mitad de los ratones y realizaron análisis celulares y de imágenes de alta resolución, además de utilizar dispositivos electroencefalográficos inalámbricos implantables para registrar las señales eléctricas de sus cerebros y analizar los patrones de sueño.

Tras el infarto, observaron que se triplicaba el sueño de ondas lentas, una fase profunda del sueño caracterizada por ondas cerebrales lentas y una menor actividad muscular, un aumento del sueño se produjo rápidamente tras el infarto y duró una semana.

Cuando los investigadores estudiaron los cerebros de los ratones con infarto, descubrieron que unas células inmunitarias llamadas “monocitos” eran reclutadas de la sangre al cerebro y utilizaban una proteína llamada “factor de necrosis tumoral” (TNF) para activar neuronas en una zona del cerebro llamada tálamo, lo que provocaba el aumento del sueño.

Esto ocurrió pocas horas después del evento cardiaco, y nada de esto ocurrió en los ratones que no sufrieron infartos, según han explicado los investigadores en el resumen facilitado por la revista.

A continuación, los investigadores utilizaron métodos sofisticados para manipular la señalización neuronal del “TNF” en el tálamo y descubrieron que el cerebro dormido utiliza el sistema nervioso para enviar señales al corazón con el fin de reducir el estrés cardíaco, promover la curación y disminuir la inflamación cardíaca tras un infarto.

Para identificar mejor la función del aumento del sueño tras un infarto, los investigadores también interrumpieron el sueño de algunos de los ratones.

Comprobaron así que los ratones con sueño interrumpido tras un infarto presentaron un aumento de las respuestas de estrés simpático del corazón y de la inflamación, lo que provocó una recuperación y curación más lentas en comparación con los ratones con sueño sin interrupciones.

El equipo de investigación también realizó también varios estudios en humanos; en primer lugar, estudiaron los cerebros de pacientes uno o dos días después de un infarto y descubrieron un aumento de los monocitos en comparación con las personas sin infarto u otras enfermedades cardiovasculares, lo que refleja sus hallazgos en ratones.

También analizaron el sueño de más de 80 pacientes con infarto durante las cuatro semanas posteriores al episodio cardiovascular y les hicieron un seguimiento durante dos años.

Los pacientes se dividieron en dos grupos -buenos y malos durmientes- en función de la calidad de su sueño durante las cuatro semanas siguientes al infarto, y los investigadores comprobaron que los pacientes que durmieron mal en las semanas posteriores al infarto tuvieron un peor pronóstico.

Su riesgo de sufrir otro episodio cardiovascular fue el doble que el de los que durmieron bien, y éstos experimentaron una mejora significativa de la función cardiaca, mientras que los que durmieron mal no mejoraron o lo hicieron muy poco.

Con información de EFE

Un equipo científico coliderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), archipiélago español, y el Instituto de Astrofísica de Andalucía-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAA-CSIC) descubrió cinco planetas similares a Neptuno en una región estelar teóricamente despoblada.

El hallazgo se ha publicado en la revista ‘Astronomy & Astrophysics‘ y el IAC ha explicado en un comunicado que el descubrimiento de nuevos planetas en torno a estrellas enanas rojas situados, precisamente, en ese “desierto” se ha validado por medio de una técnica novedosa.

Al respecto, el IAC señala que la distribución de los planetas en los más de 5 mil sistemas solares lejanos descubiertos constituye “un complejo rompecabezas” y detalla que hay una región conocida como “el desierto de los Neptunos” en la que hasta la fecha se han registrado muy pocos planetas similares al citado, con órbitas de entre dos y cuatro días de periodo alrededor de su estrella.

Este trabajo es el resultado del Trabajo Fin de Máster de Alberto Peláez (IAC-IAA-CSIC), dirigido por Emma Esparza y Enric Pallé, y llevado a cabo en el grupo de Exoplanetas del IAC.

El estudio buscaba clarificar la naturaleza planetaria de trece Objetos de Interés de TESS (TOIs, por sus siglas en inglés), una misión de la NASA de búsqueda de planetas extrasolares.

“Estos objetos podían resultar tanto planetas como otros cuerpos que los imitan fotométricamente, como las enanas marrones, que se consideran el eslabón entre las estrellas de baja masa y los grandes planetas gaseosos, o los sistemas estelares binarios”, señaló Alberto Peláez, investigador del IAC y del IAA-CSIC y del IAC, que encabeza el trabajo.

Añade el centro astrofísico que a la hora de escoger el método más adecuado para identificar la naturaleza de estos objetos planetarios sin clasificar, la estrella anfitriona –alrededor de la cual orbitan– desempeña un papel clave.

En algunos casos, hay planetas que orbitan estrellas cuya debilidad impide llevar a cabo estudios con las técnicas más tradicionales y esto es precisamente lo que ocurre con las enanas rojas, las estrellas anfitrionas en las que se centra esta investigación.

“Las estrellas de tipo M son ideales para descubrir posibles planetas pequeños que orbitan a su alrededor, debido a su baja temperatura y a su pequeño tamaño, que reduce el contraste entre los radios de la estrella y el planeta”, explicó Alberto Peláez.

Como resultado, han validado cinco de los candidatos a exoplanetas de TESS: TOI-1883b, TOI-2274b, TOI-2768b, TOI-4438b y TOI-5319b.

A este hallazgo se le suma un valor adicional, ya que varios de los cinco planetas validados, principalmente TOI-2768b, se ubican directamente en el desierto de los Neptunos.

Esta región se caracteriza por la escasez de planetas del tamaño de Neptuno, lo que supone cuatro veces el radio terrestre, lo que hace que el descubrimiento sea especialmente inusual.

Diversos estudios señalan que en esta área ocurren fenómenos físicos que la “vacían” de planetas de estas características, como la pérdida de masa atmosférica debido a la irradiación de alta energía de su estrella, proceso conocido como fotoevaporación.

Esto también abre las puertas a otras investigaciones de futuro, ya que el equipo de trabajo de MuSCAT2, compuesto por investigadores de España y Japón, lleva a cabo un monitoreo diario de estrellas que albergan posibles planetas, identificados por TESS y otras misiones, con el objetivo de seguir descubriendo y validando nuevos planetas.

Añade el IAC que los hallazgos planetarios han evidenciado que el desierto de los Neptunos, un concepto propuesto en 2016 que incluía planetas con periodos orbitales de entre uno y cuatro días y radios de entre dos y seis veces el de la Tierra, no coincide con la distribución actual de exoplanetas.

Con esta premisa, el estudio ahora publicado propone una nueva definición del desierto de los Neptunos, que abarca únicamente planetas de entre dos y diez veces el tamaño de la Tierra, y que, además, deben orbitar muy cerca de su estrella: si tienen un tamaño pequeño dentro de este rango, completan una órbita en un solo día; si son más grandes, les toma alrededor de tres días.

Precisa también que este trabajo no cuenta con una muestra lo suficientemente representativa de planetas validados –cerca o dentro del desierto de los Neptunos– como para ofrecer datos estadísticos concluyentes.

Con información de EFE