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28 de febrero de 2012 • Volumen 4 - Edición 3

Nueva técnica permite cultivar rápidamente células normales y cancerosas y mantenerlas vivas

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Células epiteliales sanas de próstata en cultivo. (Imagen cortesía del doctor Richard Schegel)Células epiteliales sanas de próstata cultivadas mediante una nueva técnica creada por investigadores de Georgetown y los NIH. (Imagen cortesía del doctor Richard Schegel)

Una nueva técnica que permite establecer rápidamente cultivos de células normales y cancerosas a partir de muestras de tejidos de pacientes, y mantenerlas vivas por períodos prolongados podría abrir nuevas e importantes vías en la investigación y en el cuidado de pacientes, según los investigadores que crearon el método de cultivo.

En un estudio publicado en diciembre pasado en la versión en línea de la revista American Journal of Pathology, un equipo de investigadores del Centro Oncológico Integral Lombardi  de Georgetown, el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas y la universidad Uniformed Services University of the Health Sciences informaron que habían obtenido un alto índice de éxito en el establecimiento de cultivos, en algunos casos con tan solo cuatro células viables.

La técnica, la cual depende estrechamente de un fármaco denominado inhibidor de la cinasa asociada a Rho (ROCK) y células del tejido conectivo llamadas fibroblastos, no solamente mantiene las células vivas y en constante reproducción, sino que, según estudios iniciales, aparentemente las células no tienen las anormalidades que se presentan con otros métodos de cultivo celular.

Otros investigadores sugirieron más cautela pues, si bien la técnica parece ser prometedora, queda por verse si otros laboratorios pueden alcanzar los mismos resultados con el método y cuánta similitud hay entre las células cultivadas y las células que existen y operan en el organismo.

Sin embargo, a primera vista, este método "podría representar un salto gigantesco en la tecnología del cultivo celular", afirmó la doctora Seema Agarwal de la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale, co-autora de una página editorial sobre el estudio.

Los cultivos tienen múltiples usos posibles, como por ejemplo determinar la probabilidad de que el tumor de un paciente responda a un tratamiento dado, dijo el autor principal del estudio, el doctor Richard Schlegel, quien dirige el Departamento de Patología en Lombardi, "y conforme evoluciona la enfermedad, podríamos recoger y analizar muestras en diferentes momentos y modular el tratamiento según los resultados", añadió.

Si bien han propuesto algunas posibilidades, el equipo de investigadores aún debe entender mejor los mecanismos mediante los cuales funciona la técnica, reconoció el doctor Schlegel. Y se necesita realizar análisis más sofisticados de las células cultivadas de esta manera, incluidos análisis de perfil de expresión génica y mutacionales a fin de determinar de manera más definitiva si la técnica fundamentalmente altera las células de una manera que podría limitar su uso.

"Se necesitará tiempo para entender mejor lo que está ocurriendo", subrayó el doctor Schlegel. "Sin embargo, pensamos que era importante dar a conocer esta técnica".

Un poco de esto y un poco de aquello

Las líneas celulares cancerosas humanas se han utilizado mucho en la investigación durante casi seis décadas, desde que se estableció la línea celular HeLa, descrita en el famoso libro La vida inmortal de Henrietta Lacks de Rebecca Skloot. Sin embargo, las líneas celulares de algunos tipos de cáncer, como el cáncer de próstata y el cáncer de pulmón, han sido difíciles de establecer y a menudo pueden obtenerse con éxito solo a partir de muestras de tumores de alta malignidad o mestástasis y no de tumores primarios, explicó del doctor Schlegel. Además, muchas líneas celulares experimentan cambios genéticos significativos durante el proceso de cultivo.

Los cultivos de células epiteliales normales y sanas  (las células de origen de la mayoría de los tumores) son aún más difíciles de establecer pues las células a menudo se tornan inactivas rápidamente y mueren. En la actualidad, gran parte del éxito en la "inmortalización" de células normales, explicó el doctor Channing Der del Centro Oncológico Integral Lineberger de la Universidad de Carolina del Norte (UNC) "implica manipulaciones experimentales irreversibles y a veces bastante drásticas", como lo es forzar las células para que expresen la enzima telomerasa, o el uso de los poderosos oncogenes víricos.

Los fibroblastos que se utilizan en el nuevo método de cultivo, denominados células alimentadoras, se obtienen de ratones. El inhibidor de ROCK es similar a un fármaco aprobado en Japón para tratar a pacientes que han sufrido un accidente cardiovascular. Ambos se han utilizado en el pasado para establecer cultivos celulares, sin embargo, parece que ésta es la primera vez que se usan juntos.

Una vez aisladas las células a partir de muestras de tejido, se colocan en un tubo de cultivo que contiene una capa de células alimentadoras, conjuntamente con el inhibidor de ROCK y otros elementos del medio de cultivo celular de uso común, y se incuban. Cada tres días se separan las células alimentadoras y las células epiteliales en crecimiento y se combinan nuevamente con células alimentadoras y el inhibidor de ROCK.

Los investigadores llaman a estas células "células reprogramadas condicionalmente", explicó el doctor Schlegel, debido a que crecen y se desarrollan solamente en estas condiciones. Si se retiran bien sea las células alimentadoras o el inhibidor de ROCK, las células rápidamente dejan de crecer.

Este método podría representar un salto gigantesco en la tecnología del cultivo celular.

—Dra. Seema Agarwal

En el estudio que se dio a conocer, los investigadores cultivaron células normales y células cancerosas tomadas de tumores de mama, próstata, páncreas, pulmón y colon con diversos grados de éxito, según el tipo de tejido. El grupo ya ha mejorado su índice de éxito ajustando partes del proceso, como por ejemplo la técnica de incubación, dijo el doctor Schlegel.

La posibilidad de establecer cultivos de células normales y células cancerosas inmortales a partir de un mismo paciente "sería un gran avance que no hemos tenido en el pasado", dijo el doctor Der.

Por ejemplo, debido a que a través de los exámenes selectivos de detección se detecta una gran cantidad de tumores en estadios tempranos, acotó la doctora Agarwal, el haber emparejado cultivos de células normales y células tumorales a partir de un mismo paciente podría ofrecer información valiosa sobre los estadios iniciales del desarrollo del cáncer, la cual ha sido una investigación extremadamente difícil de realizar.

"Para nosotros esto es en gran medida una caja negra", añadió. "Podría revelar cosas acerca de la biología del cáncer que aún no entendemos".

Una investigación más profunda

Queda aún "un gran camino que recorrer" para entender mejor el posible uso de los cultivos celulares creados de esta manera, advirtió el doctor Der. El inhibidor de ROCK utilizado en este estudio, por ejemplo, no es un inhibidor de ROCK "puro", acotó. El mismo actúa sobre varias otras cinasas, por lo tanto la actividad más amplia del fármaco debe explicarse más claramente. También se necesita realizar estudios para analizar si los fibroblastos de los ratones causan cambios no anticipados en las células humanas en crecimiento a niveles genómicos y proteicos, enfatizó la doctora Agarwal, quien aprendió esta técnica recientemente en Lombardi.

Asimismo, debería probarse el proceso de cultivo utilizando fibroblastos humanos como células alimentadoras como uno de los pasos de validación, añadió, "y si hay alguna diferencia en los resultados, la misma generaría preocupación pues nos preguntaríamos si el nicho del microambiente creado con capas alimentadoras de ratones es realmente diferente al del microambiente humano".

Es necesario realizar otros estudios para determinar el efecto de la técnica en la composición epigenética de las células cultivadas y si la técnica tiene el mismo efecto en la expresión de un importante gen supresor tumoral, denominado p16, que a menudo es alterado en otra técnica de cultivo común, dijo el doctor Bernard Weissman, quien también trabaja en el Centro Oncológico Lineberger de UNC.

Aun cuando quedan muchas incógnitas, si la técnica puede ser validada y refinada en otros laboratorios, "tiene claramente algunas ventajas considerables" en comparación con los métodos de cultivo actuales, afirmó el doctor Weissman. "Tendríamos modelos in vitro mucho más sólidos de los que tenemos ahora", añadió, lo que nos permitiría entender mejor la biología del desarrollo y la evolución del cáncer. "Es ahí donde yo creo que tendrá un gran impacto".

Carmen Phillips