La quimioterapia funciona atacando las células que se dividen rápidamente dentro del cuerpo.

Pero pequeñas bolsas de células cancerígenas pueden soportar su ataque, permitiendo que el cáncer eventualmente regrese.

Obtener un mejor entendimiento de por qué algunas células cancerosas sobreviven mientras otras mueren es crítico para hacer la quimioterapia más efectiva, dice el Dr. Jun Hee Lee, investigador de cáncer en el Centro de Cáncer Rogel de la Universidad de Michigan.

Usando una técnica llamada secuenciación de ARN de una sola célula, un equipo de investigación de la UM fue capaz de mostrar por primera vez cómo las células individuales dentro de una sola población de células cancerosas responden de manera diferente al daño del ADN causado por la quimioterapia.

Encontraron que las respuestas se dividen en tres grupos: activar los genes que controlan la muerte celular, la división celular o la respuesta al estrés, según los hallazgos publicados en Cell Reports.

"Colectivamente, observamos que las células con diferentes destinos tenían en realidad conjuntos completamente distintos de genes activados y que estos diferentes 'paisajes transcriptómicos' dictan los destinos de las células después del daño del ADN por la quimioterapia", dice Lee, co-autor principal del estudio y profesor asociado de fisiología molecular e integradora en Michigan Medicine.

Mientras que el ADN contiene el manual de instrucciones completo para la célula, las secuencias que se transcriben en el ARN cuentan la historia de qué genes se activan o desactivan en un momento dado, es decir, qué conjuntos de instrucciones individuales se están llevando a cabo.

El transcriptoma es el conjunto completo de estas secuencias de ARN dentro de una célula dada.

Entre los científicos, el análisis de una sola célula se compara frecuentemente con un batido de frutas, señala Lee.

Muchos tipos de estudios miden características o respuestas a través de un grupo de células - una mezcla de jugadores individuales que contribuyen a un conjunto mayor, como la fruta en un batido.

Esto puede proporcionar información útil, pero también puede ocultar las diferencias entre los contribuyentes individuales y entre ellos - el equivalente a nivel de células de las fresas y los arándanos y los plátanos en el batido.

Las técnicas de célula única permiten sacar a relucir esas diferencias individuales.

El estudio analizó más de 10.000 células de tres líneas celulares de cáncer de colon.

Las células se expusieron al agente quimioterapéutico fluorouracilo, que se utiliza comúnmente contra el cáncer de colon y otros tipos de cáncer.

Algunas de las observaciones se replicaron con técnicas adicionales y diferentes fármacos quimioterapéuticos.

"Anteriormente, el consenso científico era que el daño al ADN conduce a una respuesta transcripcional bastante uniforme, que conduce a diferentes destinos celulares de una manera pasiva, basada en los niveles dados de expresión genética en la célula", dice Lee. "Por el contrario, encontramos que los diferentes genes de respuesta al daño en el ADN a menudo se regulan sólo en el subconjunto de células que comparten un destino celular particular."

El grupo está llevando a cabo una investigación en curso para entender qué factores que causan que algunas células tengan un destino y otras tengan un destino diferente.

"Si nos enteramos de que hay una cierta subpoblación de células con características específicas que les permiten sobrevivir a la quimioterapia cuando otras células mueren, entonces los científicos podrían buscar formas de dirigirse a esas células específicamente", dice Lee.

El equipo de investigación, que fue codirigido por el Dr. Hyun Min Kang, profesor asociado de bioestadística en la Escuela de Salud Pública, también está poniendo sus datos a disposición de otros investigadores en línea.

"Por ejemplo, otros científicos pueden examinar cómo se expresan los genes individuales a través de células individuales antes y después de los tratamientos de quimioterapia. y cómo la expresión genética específica se correlaciona con la dosis de quimioterapia, o con la expresión de otros genes", dice Kang. "La herramienta en línea también puede ser utilizada por los investigadores para probar nuevas hipótesis y generar nuevos datos - y por lo tanto tiene el potencial de acelerar futuras investigaciones sobre las respuestas de daño del ADN".

Fuente: Michigan Medicine - University of Michigan