Los investigadores en biofísica de la Universidad de Wisconsin han aplicado el concepto de defectos topológicos para investigar la propagación de las células del cáncer de ovario. Usando un modelo de experimental, los investigadores encontraron que estos defectos, o interrupciones en el diseño celular normal, pueden afectar la tasa de invasión de células tumorales. Sus hallazgos se publicaron en línea en APL Bioengineering el 3 de agosto de 2021.

Los defectos topológicos son bien conocidos por los físicos de la materia condensada e incluso por los cosmólogos, que invocan el concepto para explicar las configuraciones estables de la materia formada en el universo primitivo.

Sin embargo, recientemente, el concepto ha comenzado a aplicarse en medicina y biología para explicar la densidad y el comportamiento de las configuraciones de las células en términos de discontinuidades en las orientaciones de las células en ubicaciones específicas.

En este estudio, los investigadores de la Universidad de Wisconsin querían explorar si (y cómo) este fenómeno afecta la metástasis en el cáncer de ovario. Este cáncer es de particular interés porque tiende a evadir la detección y se presenta después de una diseminación metastásica. El cáncer de ovario causa más muertes que cualquier otro cáncer ginecológico, Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.

Este estudio es muy interesante porque demuestra un papel único para la organización de células no tumorales para ayudar o ralentizar ese proceso.

Los investigadores estudiaron las células mesoteliales humanas, que es el tipo de célula predominante que cubre las estructuras dentro del abdomen, donde el cáncer de ovario a menudo hace metástasis.

Se examinaron una línea de células mesoteliales con una estructura alargada, en lugar de esférica. Esta estructura alargada dio lugar a áreas de capas de células bien ordenadas y dejó otras áreas con imperfecciones de alineación, lo que provocó los defectos topológicos.

A continuación, los investigadores sembraron células de cáncer de ovario de tres líneas celulares diferentes (OVCAR8, OVCAR3 y OV90) en la parte superior de la capa de células mesoteliales y examinaron qué efecto tenía la disposición de las células mesoteliales sobre cómo las células tumorales atravesaban esta barrera.

Etiquetaron las células respectivas con color y utilizaron microscopía de fluorescencia de lapso de tiempo para obtener imágenes de las células normales y las células cancerosas de forma independiente. Las imágenes mostraron que las células cancerosas penetraron en la capa mesotelial durante un período de varias horas, despejando la capa de células mesoteliales para crear un espacio libre que fue llenado por las células cancerosas en expansión. Los patrones de flujo celular fueron diferentes cerca de los defectos topológicos, con ciertos defectos, provocando un flujo de células hacia adentro hacia el centro del defecto. En esos lugares, las células cancerosas atraviesan la barrera mesotelial más lentamente. En otras palabras, el comportamiento colectivo de las células mesoteliales, gobernado por los defectos topológicos, pudo ralentizar la propagación de las células tumorales. Estos hallazgos fueron consistentes en las tres líneas celulares de cáncer de ovario.

En el trabajo futuro, el equipo espera investigar la causa de los defectos topológicos y seguir estudiando el papel de la estructura topológica en la metástasis de las células cancerosas.