El momento de la radioterapia contra el cáncer puede minimizar la pérdida de cabello, dicen los investigadores

El momento de la radioterapia contra el cáncer puede minimizar la pérdida de cabello, dicen los investigadores

El descubrimiento del reloj circadiano en el pelo de ratones revela un período de tiempo en el que el daño de la radioterapia puede repararse rápidamente, manteniendo el cabello intacto

LA JOLLA, CA—Después de descubrir que el pelo de los ratones tiene un reloj circadiano, un ciclo de crecimiento de 24 horas seguido de una reparación reparadora, los investigadores sospechan que la pérdida de cabello en humanos por la radioterapia y la quimioterapia contra el cáncer tóxico podría minimizarse si estos tratamientos se administran tarde en el día.

El estudio, que aparece en la primera edición en línea de la Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), descubrió que los ratones perdían el 85 por ciento de su cabello si recibían radioterapia por la mañana, en comparación con una pérdida del 17 por ciento cuando el tratamiento se realizaba por la noche.

Los investigadores, del Instituto Salk de Estudios Biológicos, la Universidad del Sur de California (USC) y la Universidad de California, Irvine (UCI), calcularon el momento preciso del reloj circadiano del cabello y también descubrieron la biología detrás del reloj: el moléculas que le dicen al cabello cuándo crecer y cuándo reparar el daño. Luego probaron el reloj usando radioterapia.

“Estos hallazgos son particularmente emocionantes porque presentan un paso significativo hacia el desarrollo de nuevos protocolos de radioterapia que incluyen la minimización de los efectos secundarios negativos en los tejidos normales, como el cabello o la médula ósea, mientras se mantienen los efectos deseados en las células cancerosas”, dice Maksim Plikus, asistente profesor de biología celular y del desarrollo en la UCI y primer autor del estudio. “Ahora aplicaremos nuestros hallazgos para diseñar nuevos enfoques basados ​​en el ritmo circadiano para la terapia del cáncer”.

Los investigadores de Salk, Satchin Panda y Amandine Chaix.

Imágenes: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

Los científicos no pueden decir que sus hallazgos se traducirán directamente en la terapia del cáncer humano porque aún no han estudiado esa posibilidad. Pero dicen que cada vez es más claro que los órganos y tejidos del cuerpo tienen sus propios relojes circadianos que, cuando se entienden, podrían usarse para cronometrar la terapia con medicamentos para obtener el máximo beneficio.

"Hay relojes en todas partes del cuerpo, relojes que tienen su propio ritmo único que, según descubrimos, tienen poco que ver con el reloj central de nuestro cerebro", dice el investigador codirector del estudio, panda satchidananda, profesor asociado en Salk's Laboratorio de Biología Regulatoria y experto en ritmo circadiano.

“Esto sugiere que administrar un fármaco a un órgano mientras está en gran parte inactivo no es una buena idea. Podrías hacer más daño al órgano que cuando está despierto, reparándose y restableciéndose”, dice Panda. “Si sabe cuándo un órgano se está reparando, es posible que pueda administrar dosis más potentes de un medicamento o terapia. Eso podría ofrecer un mejor resultado al tiempo que minimiza los efectos secundarios”.

Panda utiliza enfoques genéticos, genómicos y bioquímicos para identificar genes bajo regulación circadiana en diferentes órganos y comprender el mecanismo de dicha regulación. Plikus en la UCI y Cheng-Ming Chuong, profesor de patología en la Escuela de Medicina Keck de la USC y co-investigador principal del estudio, son expertos en regeneración capilar.

Estos investigadores y sus colegas se unieron para encontrar y luego desarmar el reloj circadiano de pelo de ratón. Fue un estudio largo y difícil, dice Chuong.

“El cabello es un órgano muy complicado, que presenta diferentes tipos de células que pasan por diferentes etapas del ciclo de vida en un espacio muy pequeño”, dice Chuong. “Descubrimos que el cabello en los ratones crece rápido por la mañana y se ralentiza por la noche, activando un reloj muy poderoso”.

Cada vez que las células ciliadas se dividen, recogen daños en el ADN que deben repararse. Los científicos descubrieron que las células ciliadas de los ratones reparan ese daño principalmente por la noche. Este proceso es similar a usar un lavavajillas de cocina, dice Panda. “La mayoría de nosotros usamos el lavavajillas después de acumular muchos platos sucios; no lo hacemos cada vez que un plato está sucio. Lo mismo es cierto para las células. Limpian, reparan su ADN, una vez al día”, dice Panda.

La radioterapia daña el ADN de las células que se dividen rápidamente, por lo que se utiliza contra el crecimiento de células cancerosas. Eso significa que el daño en el ADN de las células ciliadas por la radioterapia administrada por la mañana no se repara hasta la noche, lo que provoca la caída del cabello. Sin embargo, el daño de la radioterapia por la noche se minimiza porque las células ciliadas, que ya están en el proceso de reparación del ADN, pueden sanar rápidamente.

“Si bien aún no sabemos si el cabello humano sigue el mismo reloj que encontramos en el cabello de los ratones, es cierto que el vello facial en los hombres crece durante el día, lo que resulta en la proverbial sombra de las 5 en punto. No hay sombra a las 5 am si te afeitas por la noche”, dice Panda.

Los investigadores encontraron que las células cancerosas no tienen relojes circadianos, porque se están dividiendo todo el tiempo.
“Eso significa que la terapia contra el cáncer no tiene que programarse para ser más efectiva”, agrega Panda. “El momento tiene que ver con minimizar el daño colateral de las células normales afectadas por estos tratamientos”.

Los científicos saben con certeza que otros órganos, como el hígado, usan un reloj circadiano, y sospechan que todo el tejido humano está regulado de manera similar, aunque los relojes pueden estar cronometrados de manera diferente.

“Hay muchas implicaciones clínicas para esta cacofonía de relojes internos, más allá del momento de la terapia con medicamentos”, dice Panda. “Por ejemplo, algunos investigadores sospechan que la obesidad y la diabetes ocurren cuando un órgano u órganos, tal vez el hígado, el estómago o el páncreas, deberían estar dormidos, pero se despiertan con alimentos que deben procesarse.

“Estos relojes locales hacen muchas más cosas que el reloj central del cerebro, que principalmente regula el sueño”, dice. “Este campo de investigación es emocionante y puede, algún día, contribuir a la salud humana”.

Otros autores contribuyentes son Christopher Vollmers y Amandine Chaix de Salk, Damon de la Cruz de USC y Raul Ramos de UCI.

El estudio fue apoyado por subvenciones de la Los Institutos Nacionales de Salud (AR 42177, AR47364, DK091618, P30 CA014195), La Fundación Benéfica Leona M. y Harry B. Helmsley, la Fundación Dana, la Fundación Glenn para la Investigación Médica y del Fundación Edward Mallinckrodt Jr.. Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias de la vida en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en la orientación de futuras generaciones de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.