Todo suena parecido a un evento de baile, pero ¿son solteros o parejas los que bailan aquí? Esta era la pregunta que intentaban responder Ali Isbilir y el Dr. Paolo Annibale del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz (MDC). Sin embargo, su investigación no tenía que ver con un salón de baile, sino con la membrana celular.

La pregunta que se planteaba en su investigación era la siguiente: ¿un determinado receptor proteico de la superficie de las células cancerosas e inmunitarias aparece solo o se conecta en parejas?

El receptor se llama "CXCR4", objeto de un acalorado debate entre los expertos en los últimos años debido a su misterioso estado de relación. ¿Aparece en solitario o por parejas en la membrana celular? ¿Y qué hace la diferencia?

El equipo de investigación del Laboratorio de Señalización de Receptores del MDC ha resuelto por primera vez el rompecabezas de su estado de relación. Sus hallazgos se han publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

"Cuando el CXCR4 se encuentra en gran número en las células cancerosas, también garantiza que puedan migrar, sentando así las bases de las metástasis", afirma el autor principal, Isbilir. Se sabe que las metástasis son difíciles de tratar; algunos pacientes mueren a causa de estos tumores secundarios.CXCR4 también participa en las inflamaciones. El centro de la inflamación libera sustancias mensajeras de la clase de las quimiocinas. En los ganglios linfáticos, las quimiocinas hacen que las células inmunitarias formen muchos receptores CXCR4 en su membrana. Con la ayuda de estos receptores, las células inmunitarias pueden localizar el centro de la inflamación y migrar hacia él. El nombre CXCR, que significa "receptor de quimioquinas", también hace referencia a esta capacidad.

"Estos receptores son las estructuras objetivo más importantes en la investigación farmacéutica", subraya el profesor Martin Lohse, último autor del estudio. "Aproximadamente un tercio de todos los fármacos se dirigen a esta clase de receptores".

Por lo tanto, el hecho de que estos receptores estén presentes en forma de pares o individuales no sólo es fundamental para la investigación básica, sino también para la industria farmacéutica.

Utilizando nuevos métodos de microscopía óptica, el equipo ha podido responder a esta pregunta por primera vez.

Al parecer, el CXCR4 quiere permanecer sin compromiso: se presenta temporalmente en parejas (como dímero transitorio), pero también en solitario (como monómero).

El equipo descubrió que el estado de la relación depende en gran medida de cuántos receptores CXCR4 se encuentren en una célula. Si la superficie celular está densamente ocupada, se forman más pares.

Si sólo hay unos pocos receptores, es más frecuente que aparezcan solos.

Al mismo tiempo, los investigadores pudieron demostrar que ciertos fármacos que actúan como bloqueadores de CXCR4 pueden suprimir la formación de pares.

"Se supone que los pares de CXCR4 afectan negativamente a la salud. Podemos utilizar nuestros nuevos métodos microscópicos para comprobar si esto es realmente así", explica Lohse.

Los científicos combinaron dos métodos recientes de microscopía óptica: Utilizando la microscopía de una sola molécula, pudieron determinar el estado de relación de los receptores CXCR4 individuales en la superficie de las células vivas.

La espectroscopia de fluctuación de fluorescencia también permitió medir el estado de relación en células que tenían un gran número de receptores.

La particularidad en este caso es que, para ello, los investigadores tuvieron que desarrollar un método para marcar eficazmente todos los receptores.

También tuvieron que desarrollar una estrategia de microscopía muy sensible con la que pudieran ver las moléculas individuales y su oligomerización.

El equipo presentará próximamente los nuevos métodos en un informe en la revista Nature Protocols.

"Lo emocionante es que ahora podemos utilizar estos métodos de fluorescencia para estudiar células cancerosas vivas. Podemos averiguar si CXCR4 está presente en pares o solo", dice Annibale, que es codirector del Laboratorio de Señalización de Receptores y también último autor del estudio en "Nature Protocols". "Y entonces podremos aplicar los bloqueadores de CXCR4 en solitario y en parejas y comprobar cuáles son más eficaces contra los tumores. Es de esperar que esto conduzca a fármacos contra el cáncer más específicos y con menos efectos secundarios."

Hoy en día, los patólogos también examinan con detalle las propiedades de las células cancerosas de los pacientes.

Esto permite diseñar terapias contra el cáncer de la forma más personalizada y eficaz posible.

Annibale espera que el método pueda utilizarse ahora para examinar los efectos de distintos fármacos sobre la función de este receptor y otros similares.

Esto podría ser útil para diseñar nuevas terapias contra el cáncer de mama o de pulmón, por ejemplo.

Fuente: Max Delbrück Center for Molecular Medicine