investigadores de la Universidad Tecnológica de Graz, en Austria, en colaboración con la Universidad Médica de Graz y el Memorial Sloan Kettering Cancer Center en Nueva York han logrado desarrollar el primer modelo de células cancerígenas, obteniendo así "una herramienta esencial para la investigación moderna del cáncer y el desarrollo de fármacos", según Christian Baumgartner, director del Instituto de Ingeniería Sanitaria con el Centro Europeo de Pruebas de Dispositivos Médicos en TU Graz.

Hasta ahora, los modelos digitales se han centrado en células excitables como las células nerviosas o del músculo cardíaco, lo que permite la simulación de procesos electrofisiológicos no solo a nivel celular, sino también a nivel de tejidos y órganos. Estos modelos ya se están utilizando para apoyar el diagnóstico y la terapia en la práctica clínica diaria. El equipo de investigación internacional dirigido por Baumgartner, que ha publicado sus resultados en la revista ´PLoS Computational Biology´ se centró por primera vez en las propiedades electrofisiológicas específicas de las células cancerosas no excitables.

En las células excitables, un estímulo eléctrico desencadena los llamados potenciales de acción. Esto conduce a cambios a corto plazo en el potencial eléctrico que duran milisegundos en la membrana celular y que transmiten información "eléctrica" ​​de una célula a otra.

"Se sabe a partir de estudios experimentales que las células ´no excitables´ también exhiben fluctuaciones características de potencial en la membrana celular. Sin embargo, en comparación con las células excitables, los cambios potenciales ocurren muy lentamente y durante todo el ciclo celular, es decir, durante horas y días, y sirven como una señal para la transición entre las fases individuales del ciclo celular ", explica Christian Baumgartner.

Ejemplo de tumor de pulmón

Los cambios patológicos en el voltaje de la membrana celular, particularmente durante el ciclo celular, son fundamentales para el desarrollo y la progresión del cáncer. "Los canales iónicos conectan el exterior con el interior de una célula. Permiten el intercambio de iones como potasio, calcio o sodio y, por lo tanto, regulan el potencial de membrana. Cambios en la composición de los canales iónicos, así como El comportamiento funcional alterado del mismo, puede resultar en interrupciones en la división celular, posiblemente incluso afectando la diferenciación celular y así transformando una célula sana en una célula enferma (cancerígena) ", explica otra de las investigadoras Sonja Langthaler.

Para su modelo de células cancerosas digitales, el equipo eligió el ejemplo de la línea celular de adenocarcinoma de pulmón humano A549. El modelo de computadora simula la oscilación rítmica del potencial de membrana durante la transición entre las fases del ciclo celular y permite predecir los cambios en el potencial de membrana que son causados ​​por el encendido y apagado inducido por fármacos de los canales iónicos seleccionados. "Así que obtenemos información sobre los efectos de las intervenciones específicas en la célula cancerosa", concluyó Baumgartner.