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Investigadores españoles descubren que los tumores cerebrales “hackean” neuronas

“Este hallazgo es un cambio de paradigma que podría tener implicaciones en diagnóstico y estrategias terapéuticas”, dice Manuel Valiente director del grupo de Metástasis Cerebral del CNIO

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Investigadores españoles descubren que los tumores cerebrales “hackean” neuronas
3. De izquierda a derecha: Alberto Sánchez-Aguilera y Liset Menéndez de la Prida, del Laboratorio de Circuitos Neuronales, Instituto Cajal, CSIC; y Manuel Valiente y Mariam Al-Masmudi Martín, del Grupo de Metástasis Cerebral, CNIO. Crédito: Antonio Tabernero. CNIO

Por Julia Porras

31 de agosto de 2023

Casi la mitad de los pacientes con metástasis cerebral ven afectada su capacidad cognitiva. Hasta ahora se asumía que esto se debe a la presencia física del tumor, que presiona el tejido neuronal. Pero algo falla en esa hipótesis del “efecto masa” del tumor, porque a menudo no hay relación entre el tamaño del cáncer y su impacto cognitivo. Tumores pequeños pueden generar alteraciones importantes, y a la inversa. ¿Por qué? La explicación puede estar en que la metástasis cerebral hackea la actividad del cerebro, según demuestra por primera vez un estudio publicado en la revista Cancer Cell y al que la publicación ha otorgado su portada. 

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), han descubierto que cuando el cáncer se dispersa en el cerebro (hace metástasis) altera la química cerebral e interfiere así en la comunicación neuronal –las neuronas se comunican mediante impulsos eléctricos que se generan y transmiten mediante cambios bioquímicos en las células y su entorno–. 

El trabajo es el resultado de la colaboración entre los laboratorios de Manuel Valiente (CNIO) y Liset Menéndez de La Prida (Instituto Cajal del CSIC) dentro del proyecto europeo NanoBright, destinado a desarrollar nuevas tecnologías para el estudio del cerebro.

Demostración con inteligencia artificial 

Los investigadores midieron la actividad eléctrica del cerebro de ratones con y sin metástasis, y observaron que los registros electrofisiológicos de los animales con cáncer son distintos entre sí. Para asegurarse de que esa diferencia es atribuible a la metástasis recurrieron a la inteligencia artificial. Entrenaron un algoritmo automático con numerosos registros electrofisiológicos y el modelo logró identificar la presencia de metástasis. El sistema llegó incluso a diferenciar la metástasis proveniente de tumores primarios distintos –cáncer de piel, pulmón y mama–.

Estos resultados muestran que, en efecto, la metástasis influye en la actividad eléctrica cerebral de manera específica, dejando una huella muy clara y reconocible. 

El estudio supone, para los autores, un “cambio de paradigma” en el conocimiento básico sobre cómo se desarrolla la metástasis cerebral, y tiene implicaciones para la prevención, el diagnóstico precoz y el tratamiento de esta patología. 

En la pista de un fármaco contra los efectos neurocognitivos 

Además de registrar los cambios en la actividad eléctrica cerebral en presencia de metástasis, los investigadores han empezado a explorar los cambios bioquímicos que explicarían esta alteración. Analizando los genes que se expresan en los tejidos afectados han identificado una molécula, EGR1, con un papel potencialmente importante en el proceso. El hallazgo abre la posibilidad de diseñar un fármaco que prevenga o palíe los efectos neurocognitivos de la metástasis cerebral. 

Como explica Manuel Valiente, director del grupo de Metástasis Cerebral del CNIO, “nuestro estudio multidisciplinar cuestiona el hecho, hasta ahora aceptado, de que la disfunción neurológica, muy habitual en pacientes con metástasis cerebral, se debe únicamente al efecto masa del tumor. Nosotros proponemos que estos síntomas son consecuencia de cambios en la actividad cerebral producto de las alteraciones bioquímicas y moleculares, inducidas por el tumor. Es un cambio de paradigma que podría tener implicaciones relevantes para el diagnóstico y las estrategias terapéuticas”.

Liset Menéndez de La Prida, señala: “Mediante aprendizaje automático hemos sido capaces de integrar todos los datos para crear un modelo que permite saber si en un cerebro hay o no metástasis mirando únicamente su actividad eléctrica. Esta aproximación computacional podría tener la capacidad incluso de predecir subtipos de metástasis cerebral en estadios iniciales. Es un trabajo totalmente pionero, que abre un camino inexplorado”. 

 

 



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