Entender el estrés sólido del tumor da nuevos enfoques a terapias clásicas

Investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han desarrollado nuevos métodos para cartografiar y medir el estrés sólido –la fuerza ejercida por componentes sólidos y elásticos– dentro de los tumores, un logro que puede llevar a entender mejor esas fuerzas y sus consecuencias, así como a nuevas estrategias de tratamiento, según se detalla en un artículo publicado en Nature Biomedical Engineering.

"Se sabe desde hace mucho tiempo que la rigidez de los tejidos es más alta de lo normal en los tumores fibróticos –aquellos que contienen cantidades significativas de colágeno y otros tejidos conectivos– y se ha vinculado a varios signos distintivos de cáncer, como el crecimiento tumoral, la invasividad y la metástasis", dice uno de los autores del trabajo, el doctor Rakesh K. Jain, director de los Laboratorios Steele de Biología de Tumores en el Departamento de Oncología de Radiación del MGH.

"El estrés sólido es diferente de la rigidez: es la fuerza mecánica transmitida dentro de los tumores fibróticos y como un resorte comprimido, se acumula y se almacena como energía elástica dentro de un tumor a medida que crece", especifica el doctor Jain, cuyo equipo descubrió la primera evidencia de estrés sólido en los tumores en 1997 y realizó las primeras mediciones en 2012.

En numerosos estudios, estos expertos han demostrado que la compresión de sangre y vasos linfáticos por estrés sólido contribuye a la progresión del tumor al deteriorar el suministro de oxígeno, reduciendo la eficacia de la quimioterapia, la inmunoterapia y el tratamiento de radiación. Más recientemente, encontraron que la aplicación de estrés sólido a tumores en animales vivos estimula directamente las vías implicadas en la iniciación y migración de tumores.

Las estrategias para aliviar el estrés sólido mediante la reducción del colágeno y el ácido hialurónico, dos componentes estructurales primarios de la matriz extracelular que conducen al estrés, han llevado a nuevos enfoques para mejorar los resultados de las terapias convencionales, que actualmente se están probando en un ensayo clínico en el Hospital General de Massachusetts.

Cartografía bidimensional del estrés sólido en tumores

El trabajo hecho público ahora describe el desarrollo de marcos experimentales y matemáticos del equipo que proporcionan una cartografía bidimensional del estrés sólido en los tumores; una estimación de la sensibilidad de los bajos niveles de estrés sólido en pequeños tumores y en las metástasis; y la capacidad de cuantificar el estrés sólido en tumores en animales vivos.

Todos estos métodos se basaron en el concepto de cortar el tumor y, a medida que se iban liberando las tensiones almacenadas durante el crecimiento del tejido, tomar medidas de alta resolución mediante ultrasonido o microscopía óptica de la deformación del tejido.

El uso de estos métodos para realizar mediciones en modelos de ratón de tumores primarios y metastásicos, así como en algunas muestras de tumores humanos, reveló que el estrés sólido y la energía elástica almacenada pueden ser diferentes en tumores primarios y metastásicos, ya que dependen de las células tumorales y el microambiente circundante. Los tumores con mayor energía elástica no son necesariamente más rígidos, y viceversa; el estrés sólido aumenta a medida que los tumores crecen y el tejido normal que rodea al tumor contribuye significativamente al estrés sólido.

"Actualmente, hay dos fármacos en ensayos clínicos centrados en su capacidad para liberar las fuerzas mecánicas ejercidas sobre los vasos sanguíneos tumorales al dirigirse al colágeno y al ácido hialurónico", adelanta Jain, profesor de Radiología en la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard, en Cambridge, Massachusetts. "Similar a los métodos que desarrollamos anteriormente para medir el estrés sólido, estos nuevos podrían emplearse también para medir los resultados de los agentes en la reducción del estrés sólido", añade.

El doctor Jain señala que la caracterización del estrés sólido podría beneficiar al tratamiento del cáncer en pacientes obesos. "Recientemente descubrimos que la cooperación entre las células de grasa, las células inmunes y los fibroblastos en los tumores pancreáticos exacerba el microambiente fibrótico en pacientes obesos, promoviendo además la compresión de los vasos sanguíneos. Esto es probablemente la consecuencia más significativa del estrés sólido identificada hasta la fecha y determinar la respuesta a los agentes diseñados para aliviar el estrés sólido podría mejorar los sombríos resultados de este cáncer a menudo mortal".