Biólogos especializados en cáncer del MIT han descubierto un nuevo mecanismo que los tumores pulmonares explotan para promover su propia supervivencia
Estos tumores alteran las poblaciones bacterianas dentro del pulmón, provocando que el sistema inmunológico cree un ambiente inflamatorio que a su vez ayuda a las células tumorales a prosperar.
En los ratones que fueron programados genéticamente para desarrollar cáncer de pulmón, aquellos criados en un ambiente libre de bacterias desarrollaron tumores mucho más pequeños que los ratones criados en condiciones normales, encontraron los investigadores. Además, los investigadores pudieron reducir en gran medida el número y el tamaño de los tumores pulmonares al tratar a los ratones con antibióticos o al bloquear las células inmunitarias estimuladas por las bacterias.
Los hallazgos sugieren varias estrategias posibles para desarrollar nuevos tratamientos para el cáncer de pulmón, dicen los investigadores.
"Esta investigación relaciona directamente la carga bacteriana en el pulmón con el desarrollo del cáncer de pulmón y abre múltiples vías potenciales hacia su interceptación y tratamiento", afirma Tyler Jacks, director del Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer del MIT y autor principal del artículo.
Chengcheng Jin, un postdoctorado del Instituto Koch, es el autor principal del estudio, que apareció en la revista Cell.
El cáncer de pulmón, la principal causa de muertes relacionadas con el cáncer, mata a más de un millón de personas en todo el mundo al año. Hasta el 70 por ciento de los pacientes con cáncer de pulmón también sufren complicaciones por infecciones bacterianas del pulmón. En este estudio, el equipo del MIT quiso ver si existía alguna relación entre las poblaciones bacterianas encontradas en los pulmones y el desarrollo de tumores pulmonares.
Para explorar este vínculo potencial, los investigadores estudiaron ratones genéticamente modificados que expresan el oncogén Kras y carecen del gen supresor de tumores p53. Estos ratones suelen desarrollar un tipo de cáncer de pulmón llamado adenocarcinoma en varias semanas.
Los ratones (y los humanos) suelen tener muchas bacterias inofensivas creciendo en sus pulmones. Sin embargo, el equipo del MIT encontró que en los ratones diseñados para desarrollar tumores pulmonares, las poblaciones bacterianas en sus pulmones cambiaron drásticamente. La población total creció significativamente, pero el número de diferentes especies bacterianas disminuyó.
Los investigadores no están seguros de cómo los cánceres de pulmón provocan estos cambios, pero sospechan que una posibilidad es que los tumores puedan obstruir las vías respiratorias y evitar que las bacterias sean eliminadas de los pulmones.
Esta expansión de la población bacteriana indujo a las células inmunitarias llamadas células T gamma delta a proliferar y comenzar a secretar moléculas inflamatorias llamadas citoquinas. Estas moléculas, especialmente la IL-17 y la IL-22, crean un ambiente de procreación y supervivencia para las células tumorales. También estimulan la activación de los neutrófilos, otro tipo de célula inmunitaria que libera sustancias químicas proinflamatorias, mejorando aún más el entorno favorable para los tumores.
"Se puede pensar en ello como un bucle de realimentación que forma un círculo vicioso para promover aún más el crecimiento del tumor", dice Jin. "Los tumores en desarrollo secuestran las células inmunitarias existentes en los pulmones, usándolas para su propio beneficio a través de un mecanismo que depende de las bacterias locales".
Sin embargo, en los ratones que nacieron y se criaron en un ambiente libre de gérmenes, esta reacción inmunitaria no se produjo y los tumores que los ratones desarrollaron fueron mucho más pequeños.
Antibióticos para tratar el tumor pulmonar
Los investigadores encontraron que cuando trataron a los ratones con antibióticos, ya sea dos o siete semanas después de que los tumores comenzaran a crecer, estos se redujeron en alrededor de un 50 por ciento. Los tumores también se redujeron si los investigadores les daban a los ratones medicamentos que bloquean las células T gamma delta o que bloquean la IL-17.
Los investigadores creen que tales medicamentos podrían valer la pena probarlos en humanos, porque cuando analizaron los tumores pulmonares humanos, encontraron señales bacterianas alteradas similares a las observadas en los ratones que desarrollaron cáncer. Las muestras de tumores pulmonares humanos también tenían un número inusualmente alto de células T gamma delta.
"Si podemos encontrar maneras de bloquear selectivamente las bacterias que están causando todos estos efectos, o si podemos bloquear las citoquinas que activan las células T gamma delta o neutralizar sus factores patógenos, todas ellas podrían ser nuevas formas potenciales de tratar el cáncer de pulmón", dice Jin.
Muchos de estos medicamentos ya existen, y los investigadores están probando algunos de ellos en su modelo de ratón con la esperanza de probarlos en algún momento en humanos. Los investigadores también están trabajando para determinar qué cepas de bacterias son abundantes en los tumores pulmonares, para poder tratar de encontrar antibióticos que las maten selectivamente.
