Ultrasonido de baja frecuencia ataca selectivamente células de cáncer oral

La cirugía, la quimioterapia y la radioterapia estándar pueden dañar los tejidos sanos, reduciendo la función y la calidad de vida. Se necesitan opciones terapéuticas que preserven mejor las células normales para mejorar los resultados. Para ayudar a abordar este desafío, los investigadores han probado ahora un enfoque basado en ultrasonido diseñado para dirigirse selectivamente a las células del cáncer oral.

El equipo del Instituto Indio de Ciencias (IISc), trabajando con médicos del MS Ramaiah Medical College and Hospitals, evaluó la mecanoestimulación por ultrasonido en muestras de tumores orales derivadas de pacientes que representaban la variación entre los pacientes indios. Los investigadores examinaron si la energía mecánica controlada y de baja frecuencia del ultrasonido podía discriminar entre las células epiteliales orales malignas y normales. Su objetivo era identificar una estrategia no invasiva que aproveche las debilidades biomecánicas específicas del tumor.

El estudio encontró que las células del cáncer oral eran muy vulnerables a las fuerzas mecánicas moderadas producidas por el ultrasonido, mientras que las células epiteliales orales sanas no se veían afectadas. La susceptibilidad observada estuvo vinculada a niveles reducidos de Tropomyosin 2.1, una proteína mecanosensorial que permite a las células percibir y resistir la estimulación mecánica fisiológicamente relevante. Estos datos indican una base mecanística para la muerte celular selectiva inducida por ultrasonido en el cáncer oral.

Los investigadores también informaron efectos funcionales sobre la agresividad tumoral. La exposición al ultrasonido redujo notablemente la migración y la invasión de las células cancerosas. Mediante una plataforma de cocultivo tridimensional que imita el microambiente del tumor oral, el enfoque perturbó la densa barrera, similar a una cápsula, creada por las células asociadas al cáncer alrededor del núcleo del tumor, una estructura que normalmente impide que los fármacos y las células inmunitarias lleguen al núcleo y contribuye al fracaso del tratamiento.

Debido a que el ultrasonido no es invasivo y ya está aprobado para múltiples aplicaciones médicas, los hallazgos apuntan a una posible vía para un tratamiento del cáncer oral más seguro y dirigido, pendiente de validación en modelos preclínicos avanzados. Los autores señalan que la mecanoestimulación también podría explorarse en otros cánceres accesibles, como el de mama y el de piel. La investigación se publica en Materials Today Bio.

“La novedad de este estudio radica en mostrar cómo la mecanoestimulación por ultrasonido puede dirigirse selectivamente a las células del cáncer oral aprovechando su debilidad mecánica”, dijo Ajay Tijore,profesor adjunto del Departamento de Bioingeniería del Instituto Indio de Ciencias. “En lugar de usar calor o fármacos, este enfoque utiliza fuerzas mecánicas moderadas para dañar las células cancerosas más allá de su capacidad de recuperación”.

“Lo que más nos sorprendió fue la consistencia de la respuesta entre las células cancerosas derivadas de múltiples pacientes en distintas etapas del cáncer. Eran muy vulnerables al ultrasonido, mientras que las células normales se vieron mucho menos afectadas”, dijo Rashmita Luha, estudiante de doctorado del Departamento de Bioingeniería y primera autora.

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Indian Institute of Science