Universidad Bar-Ilan identifica invadopodios en metástasis y desarrolla péptido que inhibe su formación, reduciendo propagación del cáncer de mama.
Avance israelí en inhibición de metástasis mamaria
Un equipo de la Universidad Bar-Ilan en Israel logró un avance significativo en la lucha contra el cáncer de mama al identificar el papel de los invadopodios, protuberancias celulares que facilitan la metástasis. En un estudio publicado en 2023 en la revista Oncogene, los investigadores demostraron que un péptido sintético bloquea la formación de estas estructuras, reduciendo la propagación del cáncer a otros órganos. Este descubrimiento apunta al desarrollo de nuevos fármacos para tratar el cáncer de mama invasivo, responsable de aproximadamente el 90% de las muertes por esta enfermedad debido a complicaciones metastásicas.
El estudio, liderado por la Dra. Hava Gil-Henn y el Profesor Jordan Chill, se centró en la interacción entre las proteínas Pyk2 y cortactina, esenciales para la formación de invadopodios. Estas estructuras permiten a las células cancerosas degradar la matriz extracelular, entrar al torrente sanguíneo y formar tumores secundarios. Los investigadores descubrieron que un segmento de 19 aminoácidos de Pyk2, sintetizado como péptido, compite con la proteína natural y evita la unión con cortactina, inhibiendo la formación de invadopodios. En ensayos con ratones, este péptido redujo significativamente las metástasis pulmonares.
Los experimentos mostraron que el péptido no solo detuvo la maduración de los invadopodios, sino que también disminuyó la invasividad celular y la polimerización de actina, un proceso clave para la movilidad de las células cancerosas. “Nos entusiasmó ver que la idea de utilizar el motivo de unión de Pyk2 a cortactina como inhibidor de los invadopodios funcionaba in vivo bastante bien”, afirmó la Dra. Gil-Henn. Este hallazgo valida el potencial clínico de la inhibición de esta interacción para frenar la metástasis.
El equipo empleó técnicas avanzadas de resonancia magnética nuclear (RMN) para determinar la estructura tridimensional del complejo entre el péptido y cortactina, identificando la posición exacta de cada átomo. Este análisis estructural reveló que el péptido se une al dominio SH3 de cortactina, un sitio crítico para la interacción con Pyk2. La especificidad de esta unión es crucial, ya que sitios SH3 similares existen en otras proteínas, y una unión inespecífica podría causar efectos secundarios.
Datos clave sobre el bloqueo de invadopodios
- Publicación: Estudio publicado en Oncogene en 2023, titulado “A novel Pyk2-derived peptide inhibits invadopodia-mediated breast cancer metastasis”.
- Proteínas clave: Pyk2 y cortactina, cuya interacción es esencial para la formación de invadopodios.
- Péptido inhibidor: Segmento de 19 aminoácidos que bloquea la unión de Pyk2 a cortactina.
- Impacto en ratones: Reducción significativa de metástasis pulmonares en modelos animales.
- Técnicas utilizadas: RMN para análisis estructural y ensayos in vivo para validar eficacia.
Desarrollo de fármacos contra metástasis
El equipo de Bar-Ilan trabaja ahora en optimizar el péptido para convertirlo en un candidato viable para fármacos. Los investigadores prueban diferentes secuencias de aminoácidos para mejorar la afinidad y especificidad del péptido hacia el sitio SH3 de cortactina. Este proceso busca minimizar posibles efectos secundarios derivados de interacciones no deseadas con otras proteínas. “El proceso de desarrollo de un fármaco exitoso a partir de un péptido inhibidor es extremadamente exigente”, señaló el Profesor Chill, destacando la importancia de la visión estructural para avanzar en este campo.
El descubrimiento se basa en investigaciones previas realizadas hace cuatro años por el mismo equipo, que identificó el aumento de los niveles de Pyk2 y cortactina en células malignas. En aquel entonces, los científicos observaron que la ausencia de Pyk2 en las células eliminaba la capacidad de metastatizar. El estudio actual amplía este hallazgo al caracterizar la interacción molecular entre estas proteínas y demostrar que su inhibición es factible mediante un péptido sintético.
La metástasis es un proceso complejo en el que las células cancerosas se desprenden del tumor primario, atraviesan la matriz extracelular y se establecen en órganos distantes. Los invadopodios, descritos como protuberancias en forma de pies, son estructuras especializadas que secretan proteasas para degradar tejidos circundantes. Este mecanismo permite a las células cancerosas invadir vasos sanguíneos y linfáticos, propagando la enfermedad. El cáncer de mama, especialmente en sus formas invasivas, depende en gran medida de estas estructuras para metastatizar.
El avance de Bar-Ilan se suma a otros esfuerzos internacionales para combatir la metástasis. Por ejemplo, investigaciones en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en España han explorado el uso de denosumab, un anticuerpo monoclonal aprobado para osteoporosis, para bloquear la proteína RANK y reducir la resistencia a terapias en cáncer de mama luminal. Sin embargo, el enfoque de Bar-Ilan es único por su especificidad en los invadopodios y su potencial para desarrollar terapias dirigidas.
Contexto global de la investigación oncológica
El cáncer de mama es el tumor más frecuente en mujeres a nivel mundial, con aproximadamente 2.3 millones de casos nuevos diagnosticados en 2020, según la Organización Mundial de la Salud. En Israel, se diagnostican alrededor de 5,000 casos anuales, y la investigación oncológica es una prioridad nacional. Instituciones como la Universidad Bar-Ilan y el Centro Médico Sheba lideran estudios que combinan biología celular y estructural para abordar los desafíos de la metástasis.
Otros enfoques para combatir la metástasis incluyen los conjugados anticuerpo-fármaco (ADC), que transportan quimioterapia directamente a las células tumorales. Estos tratamientos, destacados en estudios de 2023 por el Hospital Quirónsalud, han mostrado eficacia en cáncer de mama metastásico al minimizar daños a células sanas. Sin embargo, la inhibición de invadopodios ofrece una vía complementaria que podría integrarse con estas terapias para mejorar los resultados.
La comunidad científica internacional reconoce la importancia de atacar la metástasis, ya que esta es responsable de la mayoría de las muertes por cáncer. En este contexto, el trabajo de Bar-Ilan destaca por su enfoque en una estructura celular específica y su potencial para traducirse en tratamientos clínicos. Los investigadores planean realizar ensayos preclínicos adicionales para validar la seguridad y eficacia del péptido antes de avanzar a estudios en humanos.
Israel continúa consolidándose como un centro de innovación en biotecnología y oncología. El gobierno, a través de programas como el Israel Innovation Authority, apoya investigaciones que buscan soluciones a problemas médicos globales. El estudio de Bar-Ilan refleja este compromiso, al combinar ciencia básica con aplicaciones clínicas para abordar una de las principales causas de mortalidad en el mundo.