¿Cómo llegan al cerebro, protegido por barreras que deberían impedirles avanzar, las células tumorales que ya habían crecido en órganos como los pulmones, los riñones y los intestinos? Investigadores de los estados brasileños de Alagoas y São Paulo han descubierto una posible explicación: las células tumorales emiten señales químicas que actúan sobre las células del sistema nervioso central y les permiten atravesar las paredes de los vasos sanguíneos e instalarse en el encéfalo, una estructura compuesta por unos 86.000 millones de neuronas formada por el cerebelo, en la base del cerebro, y por el propio cerebro. Una vez allí, las invasoras quedan a resguardo de las células de defensa, que en otras partes del cuerpo intentarían destruirlas.
Este mecanismo quedó al descubierto mediante la observación de las interacciones moleculares entre tres tipos de células: las tumorales, los astrocitos (células cerebrales que nutren y proveen sostén a las neuronas) y las células de los vasos sanguíneos de la barrera hematoencefálica, una especie de membrana que normalmente impide la entrada al cerebro de moléculas, células e impurezas que podrían perjudicar el normal funcionamiento de las neuronas. Estas conclusiones se basan en los análisis suministrados aplicando una técnica llamada secuenciación de ARN de células individuales, que revela el comportamiento molecular de cada célula. Los dispositivos examinaron 128.421 células extraídas de 36 muestras de tumores cerebrales derivados de la diseminación (metástasis) de cánceres que se habían originado inicialmente en las mamas, los pulmones, la piel (melanoma), los riñones, los ovarios y los intestinos.
Las metástasis cerebrales representan el 6 % del total de casos de cáncer por año y son 10 veces más comunes que los tumores originados en el propio cerebro. Se estima que en el 20 % de los pacientes con cáncer ‒principalmente de pulmón, mama, intestino y riñones‒, las células tumorales saldrán de los órganos donde se formaron y llegarán al cerebro. En estos casos, incluso con las diversas posibilidades de intervenciones médicas, la esperanza de vida tras el diagnóstico es baja.
“Mediante una técnica denominada transcriptómica espacial, que mapea dónde están activos genes específicos en el tejido cerebral, podemos ver exactamente dónde interactúa cada célula con el entorno que la rodea”, explica el biólogo Carlos Fraga, de la Universidad Federal de Alagoas (Ufal), en su campus de Arapiraca, autor principal del artículo en el que se detallan los resultados, publicado en marzo en la revista Brain Research. El inmunólogo Helder Nakaya, del Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein y de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de São Paulo (FCF-USP), coautor del estudio, añade que los métodos de análisis también indicaron cuáles células se encuentran cercanas entre sí y cómo se organizan en el ambiente tumoral.
Según este estudio, las células tumorales producen una proteína llamada factor de crecimiento endotelial vascular (FCEV), que actúa sobre las células de los vasos sanguíneos de la barrera hematoencefálica y estimula la formación de vasos nuevos por donde ellas avanzan. Otros compuestos elevan la permeabilidad vascular, facilitando el paso de las células tumorales. A continuación, éstas liberan otras sustancias, entre ellas las integrinas, que llegan a los astrocitos y permiten que los invasores no sean reconocidos como malignos, se instalen entre las células nerviosas y vuelvan a multiplicarse. Ciertos genes específicos, tales como ITGA8, NRP1, y PLXND1, actúan como intermediarios de la interacción entre las células tumorales y la barrera hematoencefálica.
“Una contribución importante de este estudio consistió en la identificación de los mecanismos comunes utilizados por células tumorales de orígenes diferentes para atravesar la barrera cerebral”, comenta el médico Roger Chammas, director del Centro de Investigación Traslacional en Oncología del Instituto del Cáncer del Estado de São Paulo (Icesp), quien no participó en el estudio. “Estos hallazgos aún deberán validarse en estudios más amplios, pero ya de por sí representan un avance significativo”.
El equipo responsable de estos descubrimientos tiene la intención de analizar, en cuanto sea posible, los llamados tumores primarios, que se forman en el propio cerebro, como los glioblastomas. “Pretendemos comparar los tumores primarios con las metástasis cerebrales para entender mejor la trayectoria recorrida por las células tumorales desde el tejido en el que se originaron, pasando por el torrente sanguíneo, hasta instalarse en el cerebro”, adelanta Nakaya.
Este artículo salió publicado con el título “La conquista del cerebro” en la edición impresa n° 351 de mayo de 2025.
Proyectos
1. Biología de sistemas aplicada al análisis transcriptómico de enfermedades inflamatorias (no 22/02605-6); Modalidad Beca de posdoctorado; Investigador responsable Helder Takashi Imoto Nakaya (USP); Becario Carlos Alberto de Carvalho Fraga; Inversión R$ 148.840,95.
2. Biología integrativa aplicada a la salud humana (no 18/14933-2); Modalidad Jóvenes Investigadores – Etapa II; Investigador responsable Helder Takashi Imoto Nakaya (Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein); Inversión R$ 2.309.586,43.
Artículos científicos
DE CARVALHO FRAGA, C. A. et al. Revealing shared molecular drivers of brain metastases from distinct primary tumors. Brain Research. v. 1851, 149456. 15 mar. 2025.
