Mapeo del desarrollo mamario normal para comprender mejor el cáncer

Mapeo del desarrollo mamario normal para comprender mejor el cáncer

Los científicos de Salk perfilan cada célula en el tejido mamario en desarrollo y crean una base de datos web para ayudar en la investigación

LA JOLLA—El cáncer de mama es uno de los cánceres más prevalentes y algunas formas se encuentran entre las más difíciles de tratar. Sus diversos tipos y la participación de muchas células diferentes dificultan la detección de tales tumores. Ahora, los investigadores del Instituto Salk han utilizado una tecnología de punta para perfilar cada célula durante el desarrollo normal de los senos a fin de comprender qué es lo que falla en el cáncer.

Los hallazgos del equipo, publicados en Cell Reports el 8 de octubre de 2019, y compartido en un recurso en línea gratuito, sentar las bases para comprender el desarrollo mamario normal y puede conducir a nuevas estrategias para abordar los tumores.

“Para comprender qué es lo que falla en el cáncer de mama, primero debemos entender cómo funciona el desarrollo normal”, dice geoffrey wahl, profesor del Laboratorio de Expresión Génica y autor principal del artículo. “Este estudio representa un gran paso en esa dirección, ya que pudimos perfilar cada célula durante el desarrollo del seno. Esperamos que esta información sea un valioso recurso generador de hipótesis para la comunidad de glándulas mamarias”.

El tejido mamario maduro contiene dos tipos de células principales, que a menudo están involucradas en los cánceres de mama: células luminales y células basales. Las células luminales recubren los conductos y producen leche, mientras que las células basales circundantes se contraen para expulsar la leche de los conductos. Los científicos estaban interesados ​​en saber qué impulsa los cambios moleculares que gobiernan cómo, durante el desarrollo, las células madre se especializan en este tipo de células. En particular, estudiaron cómo el empaque del ADN dentro de la célula, llamado cromatina, cambia para permitir que ciertos genes se vuelvan accesibles o inaccesibles para afectar la expresión génica y el desarrollo de estas células.

“Buscamos obtener un mapa molecular de estas células mamarias en desarrollo para comprender mejor cómo se forman los tejidos mamarios durante el desarrollo y cómo se mantienen durante la edad adulta”, dice Christopher Dravis, científico del personal y coautor principal del artículo.

"Al examinar las diferencias en la accesibilidad de la cromatina, nuestro objetivo era comprender qué regiones del genoma afectaban la transcripción, el proceso que implica producir ARN a partir del ADN y cómo eso afectaba el desarrollo celular", agrega Zhibo Ma, becario postdoctoral y coautor principal de el papel.

Para hacer esto, los investigadores compararon el tejido mamario de ratón en el desarrollo prenatal adulto y tardío. Utilizaron una técnica de perfilado de una sola célula para separar las células jóvenes en grupos con características de tipo basal y tipo luminal, según la accesibilidad a la cromatina. Sorprendentemente, el equipo descubrió que cada célula ya estaba preparada para convertirse en una célula basal o una célula luminal justo antes del nacimiento. Esto sugiere que las células adquieren rápidamente la capacidad de convertirse en cada tipo de célula poco después del nacimiento con los cambios apropiados en la accesibilidad a la cromatina y las señales moleculares que brindan las instrucciones. La alteración anormal de estos procesos puede conducir al desarrollo tumoral más adelante. El equipo continuó analizando una multitud de características de cada célula en desarrollo utilizando bioinformática y aprendizaje automático avanzado para revelar una imagen compleja del desarrollo y la maduración de los senos.

Los científicos de Salk integraron sus hallazgos en una base de datos en línea gratuita, a la que otros investigadores ya acceden ampliamente, con la esperanza de ayudar en los estudios de crecimiento celular, regulación de genes y otros factores en múltiples tipos de células y estados de desarrollo. Los autores creen que la base de datos, que permite la comparación entre la accesibilidad a la cromatina y la expresión génica durante el desarrollo mamario normal, entre otros componentes, podría usarse para desarrollar nuevas teorías sobre cómo las células mamarias se extravían y se convierten en cáncer.

“Mi objetivo siempre ha sido ayudar a las personas con cáncer y, mediante la difusión de la investigación de la manera más amplia y rápida posible, esperamos acelerar el avance de la investigación y el desarrollo de la terapia”, dice Wahl, quien ocupa la cátedra Daniel y Martina Lewis. “Este estudio nos ha brindado una forma concreta de comprender los pasos involucrados en el desarrollo mamario y revela una complejidad que no era evidente con la mayoría de los otros métodos. Estamos emocionados de compartir esto con la comunidad de investigación en general”.

En el futuro, los autores planean agregar datos de más puntos de tiempo de desarrollo para desarrollar aún más la base de datos de cómo se desarrolla el cáncer y, con suerte, conducir a terapias más efectivas.

Otros autores incluyeron a Chi-Yeh Chung, Gidsela Luna y Rajshekhar R. Giraddi de Salk junto con Sebastian Preissl, Olivier Poirion, Xiaomeng Hou y Bing Ren de UC San Diego.

El trabajo fue financiado por Cancer Center Core Grant (5 P30CA014195), Institutos Nacionales de Salud/Instituto Nacional del Cáncer (R35CA197687 y CA174430), la Fundación Susan G. Komen (SAC110036), Leona M. y Harry B. Helmsley Charitable Trust (2012-PG-MED002), la Fundación para la Investigación del Cáncer de Mama (BCRF), la Fundación Freeberg, la Fundación Copley, la Fundación para la Investigación del Doctor en Medicina William H. Isacoff para el Cáncer Gastrointestinal y el Instituto Ludwig para la Investigación del Cáncer.

DOI: 10.1016 / j.celrep.2019.08