Células cancerígenas en 3D
Lo que los investigadores no logran ver en superficies de cristal.
Un esferoide compuesto de muchas células de cáncer de pulmón muestra una gran diversidad de comportamientos. (Crédito: Welf and Driscoll et al./Developmental Cell)
Las células cancerígenas no sobreviven en superficies de cristal. Sin embargo, la gran mayoría de imágenes relacionadas a la biología del cáncer provienen de fotografías tomadas en superficies planas de dos dimensiones –y a partir de estas imágenes se extraen conclusiones sobre el comportamiento de células que por lo general residen en un ambiente mucho más complejo.
Un nuevo microscopio de alta resolución, presentado el 22 de febrero en la revista Developmental Cell, hace posible visualizar células cancerígenas en 3D y grabar la manera en que se comunican con otras partes de su medio ambiente — revelando así aspectos no apreciados en la forma como sobreviven y se dispersan dentro de otros organismos vivos. Basado en “microscopia de iluminación plana en microambientes seleccionados” (meSPIM por sus siglas en inglés), el nuevo microscopio está diseñado para fotografiar células en microambientes libres de superficies duras próximas a la muestra.
“Hay evidencia clara que el medio ambiente afecta de manera decisiva el comportamiento celular –por lo que el resultado de los cultivos celulares sobre cristal debe al menos ponerse en duda”, dijo Reto Fiolka, científico óptico en la Centro Médico del Sur en la Universidad de Texas. “Nuestro microscopio es una herramienta que puede traer una comprensión más profunda de los mecanismos moleculares que ocasionan un comportamiento cancerígeno, ya que posibilita imágenes de alta resolución en medio ambientes más reales de los tumores”.
Esta imagen muestra las superficies extraídas de dos células de cáncer. (Izquierda) Una célula de cáncer coloreada con actina cerca de la superficie de la célula. La actina es una molécula estructural que se integra al movimiento de la célula. (Derecha)Una célula de melanoma coloreada con la actividad PI3- quinasa cerca de la superficie de la célula. La PI3- quinasa es una molécula de señalización que es clave en muchos procesos de la célula. (Crédito: Welf and Driscoll et al./Developmental Cell)
Protuberancias escondidas en células cancerígenas
En su estudio, Fiolka y sus colegas, utilizaron su microscopio para tomar imágenes de distintos tipos de células de cáncer de piel de pacientes. El equipo descubrió que en un ambiente 3D (similar en el que residen las células) a diferencia de las superficies de vidrio, múltiples líneas celulares de melanoma y células primarias de melanoma (de pacientes con distintas mutaciones genéticas) forman múltiples protuberancias conocidas como ampollas.
Una hipótesis es que esta generación de ampollas ayuda a las células de cáncer a sobrevivir y moverse y podría por lo tanto jugar un papel importante en la invasividad de las células cancerígenas o su resistencia a la droga en algunos pacientes.
Esta es una célula melanoma (rojo) incrustada en una matriz de colágeno (blanco). Se muestra un cubo de 100 x 100 x 100 μm, con una esquina cortada para mostrar la interacción de la célula con el colágeno. (Crédito: Welf and Driscoll et al./Developmental Cell)
Los investigadores señalaron que este es el primer paso hacia un mejor entendimiento de una biología 3D de microambientes tumorales. Sin embargo, debido al hecho que estas imágenes pueden ser demasiado complicadas de interpretar al ojo solo, el siguiente paso será desarrollar plataformas poderosas de computación que permitan extraer y procesar la información.
El software de control del microscopio y el código de análisis de imagen están disponibles sin costo alguno para la comunidad científica.
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