Febrero 13, 2009
LA Jolla, CA—Las moscas de la fruta y los humanos comparten la mayoría de sus genes, incluido el 70 por ciento de todos los genes de enfermedades humanas conocidas. Aprovechando esta notable conservación evolutiva, los investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos transformaron la mosca de la fruta en un modelo de laboratorio para un estudio innovador de los gliomas, los tumores cerebrales malignos más comunes.
"Los gliomas son una enfermedad devastadora, pero todavía sabemos muy poco sobre el proceso subyacente de la enfermedad", explica Juan B. Tomas, Ph.D., profesor en el Laboratorio de Neurobiología Molecular y autor principal del estudio, que se publica en la edición actual de la Biblioteca Pública de Ciencias Genéticas. "Ahora podemos utilizar el poder de Drosophila genética para descubrir genes que impulsan estos tumores e identificar nuevos objetivos terapéuticos, lo que acelerará el desarrollo de fármacos eficaces".
Se necesitan con urgencia mejores modelos para la investigación de los gliomas humanos. Solo el año pasado, alrededor de 21,000 personas en este país fueron diagnosticadas con cáncer de cerebro y del sistema nervioso, siendo el Senador Edward M. Kennedy el más famoso de ellos. Alrededor del 77 por ciento de los tumores cerebrales malignos son gliomas y su pronóstico suele ser sombrío. Si bien rara vez se propagan a otras partes del cuerpo, las células gliales cancerosas se infiltran rápidamente en el cerebro y crecen rápidamente, lo que las hace en gran medida incurables incluso con las terapias actuales.
Arriba: cerebro de mosca normal para comparar. Las células gliales se muestran en rojo. Abajo: Las células tumorales (que se muestran en verde) se han apoderado de casi todo el cerebro de una mosca adulta.
Imagen: Cortesía de la Dra. Renee Read, Instituto Salk de Estudios Biológicos
Los gliomas se originan en células cerebrales conocidas como "glia" y se clasifican en subtipos según su agresividad, siendo el glioblastoma la forma más común y agresiva de glioma. Su diversidad se refleja en la cantidad de vías de señalización diferentes involucradas en la generación de estos tumores; sin embargo, todos los gliomas agresivos parecen tener una cosa en común: la mayoría, si no todos, los glioblastomas humanos portan mutaciones que activan EGFR-Ras y PI-3K. vías de señalización. También se cree que estas mutaciones desempeñan un papel clave en el desarrollo de resistencia a los medicamentos.
"Las moscas de la fruta poseen homólogos de muchos genes humanos relevantes, incluidos EGFR, Ras y PI-3K", explica la investigadora postdoctoral y primera autora Renee Read, quien encabezó el proyecto. "Desarrollamos el Drosophila modelo para descubrir cómo estos genes regulan específicamente la patogénesis de los tumores cerebrales y descubrir nuevas formas de atacar estos tumores".
Cuando Read activó ambas vías de señalización específicamente en la glía en moscas de la fruta modificadas genéticamente, descubrió que, al igual que en el cerebro de los mamíferos, la activación de las vías EGFR-Ras y PI-3K dio lugar a células invasivas que se dividían rápidamente y creaban células similares a tumores. crecimientos en el cerebro de la mosca, imitando la enfermedad humana.
"Una vez que hube verificado que los tumores de mosca comparten aspectos clave con los gliomas humanos, pude usar el modelo para detectar nuevos genes que estén involucrados en el proceso de la enfermedad y compararlos con los genes que se encontraron como parte del glioblastoma del Atlas del Genoma del Cáncer. iniciativa", explica Read.
El glioblastoma es uno de los primeros cánceres estudiados por la red de investigación The Cancer Genome Atlas, cuyo objetivo es acelerar la comprensión de la base molecular del cáncer mediante la aplicación de tecnologías modernas de caracterización del genoma, como la secuenciación del genoma a gran escala.
Como la mayoría de los cánceres, los gliomas surgen de cambios en el ADN de una persona que se acumulan a lo largo de la vida, pero clasificar los cambios con impactos de amplio alcance en espectadores inocentes ha sido un desafío. "Si bien estas iniciativas nos brindan grandes listas de genes alterados, no nos dicen mucho sobre cuáles son realmente importantes", dice Read. "Abordar esta cuestión en modelos de ratón o en estudios con pacientes es extremadamente caro y requiere mucho tiempo. En moscas, puedo probar cientos de genes cada semana".
Los investigadores de Salk ahora están utilizando su modelo de mosca para buscar genes y medicamentos que puedan bloquear los tumores cerebrales asociados con EGFR/PI-3K. Las pruebas de drogas se realizan en colaboración con los coautores, el profesor Webster Cavenee, Ph.D., y el profesor asociado Frank Furnari, Ph.D., ambos expertos en biología de tumores cerebrales humanos en el Instituto Ludwig para la Investigación del Cáncer en la Universidad de California, San Diego.
Los investigadores esperan que a través de sus esfuerzos combinados, los nuevos descubrimientos del modelo de mosca puedan traducirse rápidamente en estudios de tumores cerebrales en ratones y humanos y conducir al desarrollo de nuevas terapias para este cáncer mortal.
El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares y la Asociación Estadounidense de Tumores Cerebrales.
Para obtener información sobre la comercialización de esta tecnología, comuníquese con la Oficina de Desarrollo de Tecnología de Salk, (858) 453-4100, ext. 1278.
El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis casi erradicó la poliomielitis, una enfermedad paralizante en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un terreno donado por la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes.
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