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ESTUDIO, DETECCIÓN Y TRATAMIENTO DE GLIOMA CANCER STEM CELLS

Alejandro Alcaino Knabe, escuela de tecnología médica, Universidad de Valparaíso, 20015

El cáncer ha sido estudiado por muchos años y se han inventado tratamientos que han permitido mejorar las expectativas de vidas frente estos grupos de enfermedades, sin embargo durante los últimos años se han encontrado grupos celulares que resisten a las terapias y generan la reincidencia al cáncer. Las investigaciones se han concentrado en la teoría de que el cáncer podría venir de una falla en las células madre, o que podrían tener una relación con estas, estas células de cáncer han sido llamadas CSC (Cancer Stem Cells). Esta teoría se ha cultivado entre muchos científicos por el parecido entre algunas células de cáncer con células madre. En la LMA (leucemia mieloide aguda) se ha demostrado que un grupo de células madre leucémicas tienen un inmunofenotipo similar al de las células HSC (células madre hematopoyéticas) normales. Ambas son CD34+ y CD38-, y ambas tienen la maquinaria de autorrenovacion que las hace capaces de mantenerse largo tiempo conservando la capacidad de diferenciarse a distintos fenotipos. Además con otros tipos de CSC se han realizado xenoimplates en ratones desnudos NOD/SCID, provocando así el cáncer de esta CSC en el ratón, lo que demuestra la capacidad de las CSC de provocar el cáncer, por ejemplo con un xenoimplante de menos de 100 células de cáncer de mama con marcadores CD44+CD24-/lowLin- en ratones NOD/SCID se produce un tumor en los ratones de características similares al del tumor de mama original.

Para producir un diagnostico y tratamiento contra estas CSC, se necesita realizar un tratamiento diferencial entre los tipos de cáncer y las características de la CSC, para esto se centrara en un tipo de neoplasia cerebral que afecta a la glía llamado glioma.

Búsqueda de un Target para las Glioma CSC

Para analizar una terapia y detección es necesario buscar un blanco o “target” para atacar a las CSC de este cáncer. Las glioma CSC son CD133+.

En estudios de glioma se ha demostrado que estas CSC presentan una producción anormal de NO (oxido nítrico), por lo que se realizaron estudios para ver la relación entre la producción de NO de las GCSC (Glioma Cancer Stem Cells) y la proliferación además de la tumorigenicidad. En los resultados se encontró que la producción de NO de estas células estaba relacionado con la proliferación de estas, siendo directamente proporcional esta relación, además se encontró una sobre expresión de una enzima, la oxido nítrico sintasa-2 (NOS2) como se muestra en la imagen de inmunofluorescencia:

[pic 1]

Además se realizo western blot para ver la relación de expresión de distintos tipos de la oxido nítrico sintasa en las GCSC (CD133+) vs non-GCSC (CD133-), lo que resulto de NOS2 solo en las líneas celulares CD133+, como se muestra a continuación:

[pic 2]

Además se midió mediante qRT-PCR los niveles de mRNA de NOS2 entre GCSC y non-GCSC, mostrándose mayores niveles de NOS2 mRNA en GCSC:

[pic 3]

Estudios con microarray arrojaron una relación entre la expresión de NOS2 y de distintos genes, uno de ellos fue el gen CDA1, el cual es un inhibidor del ciclo celular. Se encontró que CDA1 se expresa en poca cantidad en las GCSC con alta expresión de NOS2, y el knockdown de NOS2 provoca que el tumor deje de crecer, por lo que NOS2 puede ser el “target” que puede servir para una posible terapia.

Detección y Terapia para GCSC  

Como ya se expuso anteriormente, la cantidad de NO producido por GCSC y la cantidad de NOS2 está relacionada a su tumorigenicidad y su proliferación, pero además está relacionada con su agresividad y además con la expectativa de vida de los pacientes con este tipo de gliomas, por lo que evaluar la presencia de NOS2 y la cantidad de esta permitiría ejercer un diagnostico para estos tumores, además la cantidad de NOS2 es inversamente proporcional a la de CDA1, por lo que cuantificar NOS2 nos entregaría además información de cómo se espera que se encuentre la expresión de CDA1 que está fuertemente relacionado con el ciclo celular, ya que este gen se encarga de inhibirlo. Como método de detección de las GCSC se propone la inmunofluorescencia para la detección mediante anticuerpos y fluorescencia la presencia de NOS2 y CD133+,  para esto se puede utilizar microscopio confocal laser ya que entrega mayor definición en la imagen y así facilitaría su estudio, además de que se pueden generar reconstrucciones 3d, la intensidad de fluorescencia será directamente proporcional a la cantidad de NOS2, sin embargo este método lo propondremos solo como cualitativo. Para cuantificación se propone la utilización de otras técnicas, como qRT-PCR de mRNA de NOS2, que además de cuantitativo es cualitativo, ya que nos entrega información de si se encuentra el mRNA de NOS2 o no. El estudio de qRT-PCR para la cuantificación se debe hacer sobre muestras sin fijar, por lo que se toma una muestra de biopsia y esta se coloca en cultivo hasta que se realice la PCR. Se pueden utilizar otras técnicas para cuantificación de NOS2 y así determinar agresividad del tumor, como la espectrometría de masas o la espectrofotometría, que también cumplen la función de cuantificación, sin embargo se propone la qRT-PCR porque esta ya se utiliza en algunos servicios de salud.

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