En el marco de una investigación básica, un grupo de investigadores del Instituto Paul Scherrer, junto con científicos de la compañía farmacéutica F. Hoffmann-La Roche AG, han dado un paso importante hacia el desarrollo de un agente contra la metástasis de ciertos tipos de cáncer.
Como explican en Cell, descifraron la estructura de un receptor que juega un papel crucial en la migración de las células cancerosas. Esto permite identificar agentes que podrían prevenir la propagación de ciertas células cancerosas a través del sistema linfático del organismo.
Cuando las células cancerosas se diseminan en el cuerpo, pueden desarrollarse tumores secundarios, que son responsables de cerca del 90% de las muertes en pacientes con cáncer. Una vía importante donde se propagan las células cancerosas es el sistema linfático que, como el sistema de vasos sanguíneos, atraviesa todo el cuerpo y conecta los ganglios linfáticos entre sí.
En la migración de glóbulos blancos a través de este sistema, por ejemplo para coordinar la defensa contra los patógenos, una proteína de membrana especial, el receptor de quimiocinas 7 (CCR7) juega un papel importante. Se asienta en el caparazón de las células, la membrana celular, de tal manera que puede recibir señales externas y transmitirlas al interior.
En las células de todos los vertebrados, hay 20 receptores de quimiocinas diferentes que pueden interactuar con más de 40 proteínas. Cada una de estas proteínas de señalización se ajusta solo a receptores muy específicos. A su vez, si una de las proteínas de señalización se une a un receptor, entonces desencadena procesos dentro de la célula que conducen a una respuesta celular específica a la señal.
Suprimir el proceso de metástasis
La quimiocina CCR7 es uno de los receptores que controlan el movimiento de las células dentro del cuerpo. Tan pronto como la proteína de señalización apropiada fuera de la célula se une a ella, una reacción en cadena en la célula hace que la célula se mueva en la dirección de la concentración más alta de la proteína de señalización.
La célula sigue el rastro de la quimiocina como un sabueso que sigue un olor. Por ejemplo, un flujo constante de glóbulos blancos se dirige a los ganglios linfáticos.
Las células cancerosas también pueden aprovechar a la CCR7 y utilizar el receptor celular para sus propios fines. La proteína de señalización apropiada los guía fuera del tumor y hacia el sistema linfático. Además, se propagan en el organismo y eventualmente forman metástasis en otros tejidos.
Para aumentar la tasa de supervivencia de los pacientes con cáncer, el objetivo primordial es suprimir el proceso de metástasis. Es por eso que los investigadores han utilizado la cristalografía de rayos X para descifrar la estructura del receptor CCR7.
Esta estructura sirvió de base para que buscaran los agentes activos correspondientes. «La molécula correcta puede evitar que la proteína de señalización se acople al receptor y cause una reacción en la célula«, explica Steffen Brünle, uno de los científicos de este estudio.
Descifrar la estructura del receptor fue un verdadero desafío. «Lo difícil fue producirlos, en primer lugar, de tal manera que pudiéramos examinarlos con cristalografía de rayos X», recuerda Jörg Standfuss, co-líder del proyecto.
El valor de la colaboración científica
Con información sobre la estructura precisa del receptor, pudieron identificar una molécula adecuada que bloquea el receptor y, por lo tanto, evita que se transmita una señal a la célula. «Nuestros experimentos – dice Brünle- demuestran que la molécula artificial, dentro de la célula, se une al receptor. Esto evita que comience la reacción en cadena que conduce a la migración celular«.
A partir de millones de moléculas depositadas en una base de datos de la compañía farmacéutica F. Hoffmann-La Roche AG, y utilizando la estructura del receptor unido al fármaco, los científicos utilizaron la simulación por medio de una potente plataforma informática para localizar agentes de ajuste que pudieran ser adecuados con el fin de bloquear la proteína de señalización.
Así, consiguieron identificar cinco compuestos como posibles candidatos para un mayor desarrollo de medicamentos potenciales para la terapia contra el cáncer.
Además, uno de los agentes activos que los investigadores descubrieron en su estudio ya se está probando por la industria farmacéutica, en ensayos clínicos, como fármaco potencial contra la metástasis.
Anteriormente, se había pensado que este agente se une a un receptor diferente y, por lo tanto, inhibe otra función de la célula cancerosa. Esto resalta cómo las ideas de tales estudios pueden ser extraordinariamente valiosas para la investigación y el desarrollo farmacéutico.
