Una investigación realizada por el Instituto de Investigación BioCruces, en la que han participado investigadores del Hospital Universitario de Cruces (Servicio Vasco de Salud-Osakidetza) y de la Unidad de Biofísica de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU), realizada con microespectrometría de infrarrojo, ha desvelado nuevas claves que pueden contribuir a que la radioterapia sea más eficaz con las células cancerosas y más inocua con las sanas.
La investigación ha analizado los cambios en el metabolismo de células cancerosas y células sanas sometidas a radiación, evidenciando la existencia de cambios en la respuesta de los lípidos y las proteínas a diferentes dosis de radiación. El trabajo de investigación acaba de ser publicado íntegramente en la revista científica internacional Vibrational Spectroscopy.
El trabajo del Instituto de Investigación BioCruces ha sido liderado por el profesor Pedro Bilbao, jefe de servicio de Oncología Radioterápica del Hospital Universitario de Cruces (Barakaldo, Bizkaia) y catedrático de Radiología de la Facultad de Medicina de la UPV/EHU, y por el profesor José Luis R. Arrondo, de la Unidad de Biofísica de la UPV/EHU. Para su realización, se ha contado con la financiación de sendas becas del Departamento de Sanidad y Consumo del Gobierno Vasco y del Ministerio de Ciencia e Innovación (hoy, Ministerio de Economía y Competitividad).
Tal y como ha señalado el profesor Bilbao, “la radioterapia es la segunda arma terapéutica para curar el cáncer, sólo por detrás de la cirugía. Sin embargo, existe todavía un gran campo de mejora en el sentido de aumentar sus efectos beneficiosos cancericidas y reducir los efectos secundarios en células sanas. En este sentido, el conocimiento de cómo reacciona el metabolismo celular (canceroso y sano) ante diferentes dosis de radiación, resulta una línea de investigación de gran interés”.
Así, los avances en el estudio de la técnica de análisis microespectrometría de infrarrojo, a través de la llamada espectroscopia generalizada bidimensional de correlación (2DCOS), “nos brindará nuevas posibilidades para estudiar las variaciones que se producen en proteínas, lípidos y ácidos nucleicos a diferentes dosis de radiación y a diferentes tiempos. Todo ello, se ha aplicado en dos líneas celulares distintas: queratinocitos humanos de mucosa oral (HOK) –sanos- y células de carcinoma escamoso de lengua (SCC-25)”, ha explicado el Prof. Arrondo.
Metodología
Para su realización, se estudiaron los espectros de infrarrojo de las células sanas y cancerosas, divididos en tres regiones (proteínas, lípidos y ácidos nucleicos). Después, “usando el sistema de análisis 2DCOS se estableció la correlación entre las diferentes variables; en cada línea celular y se vio el efecto de la dosis de radiación comparada con el control. También se midió el efecto del tiempo tras la irradiación. Por último, la correlación se midió entre células normales y cancerosas a diferentes dosis y tiempos”, ha explicado el profesor José Luis R. Arrondo.
Resultados
El grupo ha puesto de manifiesto que, tras la investigación, se ha constatado que “la respuesta de las proteínas y los lípidos de las células sanas y cancerosas presenta diferencias estructurales cuando se les aplica radiación”.
En la región de los lípidos, “los mapas síncronos de las células sanas no presentan diferencias significativas a diferentes dosis de radiación (100, 200 y 600 cGy), al igual que las células cancerosas, aunque los mapas normales y cancerosos son diferentes. Los asíncronos sí son diferentes en ambos casos, aunque en las células tumorales el espectro se recupera a las 24 horas, lo que no sucede en las sanas”.
Con respecto a las proteínas, las diferentes dosis de radiación no afectan a las células sanas y sí a las células cancerosas, donde, además, los efectos son diferentes en el tiempo dependiendo de las dosis.
La región de los ácidos nucleicos presenta un comportamiento parecido a la de las proteínas: las células sanas no se ven afectadas, mientras que las cancerosas sí lo hacen, siendo su afectación distinta en función de las distintas dosis.
Como ejemplo, el profesor Bilbao ha señalado que “se observa que una radiación de 100 centigrays (cGy) afecta más a las células normales que a las cancerosas, mientras que a 200 cGy los cambios inducidos por la irradiación varían en las segundas. El aumento de intensidad no cambia el esquema de los mapas síncronos en células normales, pero dosis altas de radiación se asocian a una falta de actividad metabólica en las células cancerosas”.
Una técnica que abre nuevas vías
Según ha apuntado el profesor José Luis R. Arrondo, “los resultados de la investigación muestran que la microespectrometría de infrarrojo, unida al análisis de los espectros obtenidos por 2DCOS, constituye una técnica útil para estudiar cambios metabólicos producidos en células cancerosas sometidas a irradiación”.
Sin embargo, ha incidido en que “su aplicación más idónea requiere de aproximaciones técnicas adicionales, principalmente en el campo computacional, desde el análisis de un espectro a redes complejas probabilísticas y neuronales e incluso artificiales, comprendiendo imagen. Es sin duda una vía que puede dar muy buenos resultados a medio y largo plazo en la lucha contra el cáncer”.
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