Investigadores de la Universidad de Tufts en Boston (EEUU) han descubierto que manipular los patrones de voltaje en las células tumorales, utilizando bloqueadores de canales iónicos ya aprobados por la Agencia Norteamericana del Medicamento (FDA, por sus siglas en inglés) como tratamientos para otras enfermedades, puede reducir significativamente la invasión de células tumorales en una placa y la metástasis en un modelo animal de cáncer de mama.

El descubrimiento, publicado en ´eBioMedicine´, ha mostrado que los medicamentos ya aprobados para otras afecciones pueden retrasar o detener la metástasis y podrían conducir a un camino acelerado hacia la aprobación para el tratamiento del cáncer. "Esta es una estrategia muy poco explorada, pero altamente oportunista para el tratamiento del cáncer", ha explicado Madeleine Oudin, profesora asistente de ingeniería biomédica de la familia Tiampo en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tufts y autora correspondiente del estudio.

"Los canales de iones, que regulan las propiedades bioeléctricas de las células, son el segundo objetivo más común para los productos farmacéuticos existentes, por lo que tenemos un conjunto relativamente grande de medicamentos listos para usar que podrían reutilizarse para la terapia contra el cáncer", ha añadido la experta, quien espera comenzar los estudios en fase 1 en pequeños grupos de pacientes en un futuro próximo.

En las células normales, los patrones de voltaje eléctrico proporcionan un modelo para un crecimiento ordenado. Pero con el cáncer sucede lo contrario. Marcados por una ruptura en los patrones eléctricos normales generados por las células, pierden sus funciones especializadas, comienzan a expandirse en un tumor y se propagan e interrumpen la función de otros tejidos: metástasis. Hasta el momento, no existen tratamientos clínicamente disponibles que se dirijan específicamente al proceso de metástasis, que sigue siendo la principal causa de muerte en pacientes con cáncer.

Se centró en el cáncer de mama triple negativo

Para probar su estrategia terapéutica, el equipo de investigación de Tufts se centró en el cáncer de mama triple negativo (TNBC), un subtipo de la enfermedad que representa aproximadamente el 15 por ciento de todos los casos de cáncer de mama. La probabilidad de metástasis del TNBC es mayor que la de todos los demás subtipos de cáncer de mama, y debido a que el TNBC se asocia con un mal pronóstico a cinco años, los científicos están centrando sus esfuerzos en contrarrestarlo.

Los investigadores pudieron demostrar que la manipulación de las propiedades de voltaje de las células de cáncer de mama puede tener un efecto significativo en su progresión hacia la metástasis, reduciendo la cantidad de sitios metastásicos en los pulmones de los ratones en aproximadamente un 50 por ciento. Las células en el cuerpo crean un voltaje natural a través de sus membranas, causado por canales iónicos que activan o permiten pasivamente que los iones positivos y negativos entren y salgan de la célula.

Mike Levin, profesor de Vannevar Bush en el Departamento de Biología, colaborador de este estudio, ha estado trabajando durante muchos años en la disección del papel de las propiedades eléctricas en los comportamientos celulares en organismos modelo. Cuando Oudin se unió a Tufts, recibieron fondos a través del programa Tufts Collaborates, que ayuda a respaldar las colaboraciones entre profesores de diferentes escuelas para abordar nuevas y emocionantes áreas de investigación.

Si bien hay una variedad de canales que impulsan el movimiento de iones de sodio, calcio y potasio con carga positiva, así como iones de cloruro con carga negativa, los canales de iones de potasio tienden a dominar en la generación de voltaje a través de la membrana celular. Cuando los investigadores de Tufts sobreexpresaron genéticamente los canales de iones de potasio en las células tumorales, el interior de las células se cargó más negativamente y el desequilibrio en el voltaje condujo a un mayor crecimiento tumoral y metástasis, tanto en células en placas como en modelos animales.

La estrategia terapéutica de los investigadores adoptó el enfoque opuesto: el bloqueo de los canales de iones de potasio condujo a una restauración de voltajes más normales para las células, disminuyó la invasión de células tumorales y redujo significativamente la metástasis.

Se evaluaron cuatro bloqueadores de los canales de iones de potasio aprobados por la FDA y todos tuvieron una eficacia similar para eliminar las células tumorales. Un fármaco, la amiodarona, tuvo el mayor efecto en la normalización de los voltajes celulares y se seleccionó para ver qué tan bien funcionaría en el tratamiento del cáncer de mama en ratones. Los investigadores encontraron que el fármaco, aprobado para su uso en el tratamiento de trastornos del ritmo cardíaco, reducía la capacidad de propagación de los tumores a medida que las células se separaban y se trasladaban a otras partes del cuerpo.

Al observar los genes que se desencadenaron por el cambio de voltaje, encontraron una serie de vías moleculares involucradas en el movimiento de las células. Los efectos del fármaco bloqueador de los canales de iones fueron consistentes con la limitación del movimiento de las células, para que no se desvíen y desarrollen nuevos tumores.

"Nuestros resultados con la amiodarona fueron muy emocionantes porque sugieren que al enfocarnos en las propiedades bioeléctricas de las células tumorales pudimos enfocarnos específicamente en las células que abandonan el tumor primario, es decir, las células metastásicas más difíciles de matar. Nuestros hallazgos sugieren que un fármaco como la amiodarona que puede cambiar las propiedades bioeléctricas de las células cancerosas podría algún día combinarse con un fármaco quimioterapéutico existente que inhibe el crecimiento de las células tumorales para un tratamiento del cáncer más eficaz", señala Samantha Payne, investigadora biomédica en el laboratorio de Oudin y primera autora del estudio.