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Desenredando la Sensibilidad a la Terapia de Radiación: Un Nuevo Estudio

La investigación revela factores genéticos que influyen en las respuestas al tratamiento del cáncer.

Ángela Solana-Peña, Monica Pujol-Canadell, Juan-Sebastián López, Miquel Macià, Evelyn Martínez Pérez, Isabel Linares, Milica Stefanovic, Héctor Pérez-Montero, Javier González-Viguera, Marina Arangüena Peñacoba, Montse Ventura, Gisela de Miguel-Garcia, Ferran Guedea, Nadina Erill, Victor González-Rumayor, Gemma Armengol, Joan Francesc Barquinero

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La terapia de Radiación es un método popular que se usa para tratar varios tipos de cáncer. Utiliza radiación de alta energía para matar células cancerosas o prevenir su crecimiento. Es como enviar a los grandes a enfrentarse a los chicos malos, excepto que los chicos malos son las células cancerosas. Según las estadísticas disponibles, más del 50% de los pacientes con cáncer reciben terapia de radiación en algún momento de su tratamiento.

Aunque es efectiva, la terapia de radiación no solo apunta a las células cancerosas. También puede afectar tejidos sanos, resultando en efectos secundarios como enrojecimiento de la piel, úlceras y cicatrices. Aquí es donde las cosas se complican un poco, ya que muchos pacientes enfrentan estos efectos no deseados.

Avances Tecnológicos en la Terapia de Radiación

¡Afortunadamente, la tecnología viene al rescate! Nuevas técnicas en la terapia de radiación, como la terapia de radiación estereotáctica y la terapia de radiación modulada por intensidad, han mejorado la forma en que se entrega la radiación. Estos métodos ayudan a enfocar la radiación en el tumor y reducir el impacto en los tejidos sanos que lo rodean. Piénsalo como si estuvieras apuntando una manguera de agua para asegurarte de que solo estás golpeando las plantas y no la acera.

Sin embargo, a pesar de estos avances, aún se reconoce que entre el 5% y el 10% de los pacientes tratados con radiación pueden experimentar reacciones negativas en sus tejidos sanos. Así que todavía hay que averiguar qué pacientes podrían ser más sensibles a estos efectos secundarios.

El Rompecabezas de la Sensibilidad

Una de las teorías llamada la hipótesis de Hsu sugiere que no todos reaccionan a la radiación de la misma manera. Es como que algunas personas pueden manejar la comida picante mientras que otras buscan la leche en cuanto muerden un jalapeño. Algunas condiciones genéticas raras hacen que ciertos individuos sean más sensibles a la radiación. Enfermedades como la ataxia telangiectasia y la anemia de Fanconi pueden hacer que las personas sean más susceptibles al daño por radiación.

Pero aquí está lo interesante: tener estas enfermedades raras no explica completamente el 5% al 10% de los pacientes que reaccionan mal. Varios otros factores pueden influir en cómo una persona responde a la terapia de radiación. Estos incluyen la cantidad de radiación administrada, el área específica que se está tratando, cualquier tratamiento adicional e incluso características personales como la edad y las condiciones de salud.

Se estima que solo alrededor del 20% de las diferencias en las reacciones pueden ser explicadas por estos factores. El resto puede depender de la genética, lo que hace que la búsqueda de Biomarcadores—rasgos que podemos medir que podrían predecir cómo alguien responde a la radiación—sea muy importante.

¿Qué son los Biomarcadores y Por Qué Son Importantes?

Los biomarcadores son indicadores biológicos que pueden dar pistas sobre cómo alguien podría responder a un tratamiento. En la terapia de radiación, los científicos están particularmente interesados en biomarcadores relacionados con el daño que se le hace al ADN y cómo las células mueren en respuesta a la radiación.

Uno de los primeros signos de daño en el ADN después de la radiación es un proceso llamado fosforilación de una proteína conocida como H2AX. Cuando el ADN se daña, H2AX se “etiqueta” de una manera que se puede medir. Los investigadores están estudiando esto como un posible biomarcador para la sensibilidad a la radiación.

Sin embargo, esta no es la única área de enfoque. Otros biomarcadores incluyen observar cambios en los cromosomas después de la radiación, evaluar qué tan bien las células pueden detener a las células dañadas de dividirse, y medir diferentes tipos de muerte celular.

Por ejemplo, algunos estudios han mostrado que los pacientes con cáncer que tienen ciertos tipos de daño en los tejidos pueden tener más anomalías cromosómicas. Otros han encontrado que la capacidad de detener a las células dañadas de progresar está relacionada con qué tan sensible es alguien a la radiación.

El Papel de la Apoptosis

La muerte celular programada, conocida como apoptosis, es otra área de interés cuando se trata de terapia de radiación. Es como la forma en que las células siguen las reglas y no crean caos cuando se dañan. Si las células no pueden repararse después de la radiación, podrían decidir que es hora de irse, lo cual es una buena forma de prevenir más daños.

Los investigadores están explorando cómo la radiación puede llevar a este tipo de muerte celular, especialmente en los linfocitos T, que son células inmunes importantes. Algunos estudios han encontrado que los pacientes que experimentan efectos secundarios después de la radiación tienden a tener niveles más bajos de apoptosis que aquellos que no los tienen. Esto puede variar según varios factores, incluidas las diferencias genéticas.

Estudios Genéticos y Sus Hallazgos

Los estudios de radiogenómica examinan cómo las variaciones genéticas individuales pueden influir en las reacciones a la radiación. Al estudiar estas variaciones, los investigadores esperan encontrar biomarcadores confiables que puedan indicar quiénes podrían enfrentar efectos secundarios de la terapia de radiación.

Hay diferentes tipos de estos estudios, que examinan la expresión génica o miran variaciones genéticas específicas llamadas polimorfismos de un solo nucleótido (SNPS). Estos SNPs pueden afectar varias vías celulares relacionadas con la respuesta a la radiación, como el crecimiento celular, la reparación del ADN e incluso cómo las células lidian con el estrés.

Por ejemplo, se han estudiado genes relacionados con la apoptosis (como TP53), el crecimiento celular (como CDKs) y la reparación del ADN (como XRCC4). Si bien algunos hallazgos han sido prometedores, no siempre se han reproducido en estudios más grandes, dejando cierta incertidumbre en los resultados.

La Configuración del Estudio

Para investigar más a fondo estas ideas interesantes, los investigadores reunieron a un grupo de 60 mujeres que habían sido tratadas por cáncer de mama. Tenían entre 43 y 73 años y estaban en remisión completa. Estas participantes habían recibido terapia de radiación, y la mayoría había tenido tratamientos adicionales, como quimioterapia o terapia hormonal.

Se recolectaron muestras de sangre de las participantes durante sus chequeos médicos. Los investigadores aislaron células inmunes específicas de la sangre para estudiar sus reacciones a la radiación. Esto implicó irradiar algunas muestras y medir factores relacionados con el daño al ADN y la apoptosis.

Pruebas y Análisis de Radiación

En el laboratorio, los investigadores irradiaron células con cantidades específicas de radiación y luego observaron cómo estas células reaccionaron durante las horas posteriores a la exposición. Miraron cuánto daño ocurrió midiendo niveles de γ-H2AX, que indica daño en el ADN, y evaluaron cuántas células pasaron por apoptosis, o muerte celular programada.

Usando citometría de flujo—una técnica que ayuda a analizar células—los investigadores midieron cuánta γ-H2AX estaba presente y cuántos linfocitos T estaban pasando por apoptosis. Chequearon los niveles en varios puntos de tiempo después de la exposición a la radiación para entender qué tan rápido y significativamente respondieron las células.

Hallazgos sobre γ-H2AX y Apoptosis

Al analizar los datos, los investigadores encontraron una gran variación en las cantidades de γ-H2AX después de la exposición a la radiación, lo que indica diferencias entre individuos. Se observó una tendencia clara mostrando que aquellos con niveles más altos de γ-H2AX tenían más daño en el ADN, lo que sugiere que podrían ser menos eficientes en repararlo.

Curiosamente, cuando los investigadores miraron las tasas de apoptosis, encontraron que los niveles de apoptosis temprana y tardía cambiaron con el tiempo. Después de 48 horas tras la radiación, el porcentaje de células que estaban pasando por apoptosis aumentó en comparación con las 24 horas, lo que indica un retraso en la respuesta celular.

En términos de correlación, los investigadores encontraron que los pacientes que tenían niveles más altos de γ-H2AX también tendían a tener niveles más bajos de apoptosis. Esto sugiere que los individuos que luchan por eliminar células dañadas a través de la apoptosis pueden ser aquellos que también tienen más daño de ADN de fondo y residual.

El Papel de los SNPs en la Respuesta Individual

Para entender cómo las diferencias genéticas podrían influir en estas reacciones, los investigadores examinaron SNPs específicos en los participantes del estudio. A través del análisis, ciertos SNPs mostraron diferencias entre grupos de pacientes dependiendo de sus tasas de apoptosis.

Por ejemplo, un SNP importante estaba en el gen TP53, que ayuda a regular la muerte celular en presencia de daño en el ADN. Otro estaba en el gen FAS, vinculado a la vía de apoptosis iniciada por señales de muerte desde fuera de la célula.

Si bien algunas diferencias genéticas aparecieron como se esperaba en el análisis de apoptosis, curiosamente, los investigadores encontraron que dos SNPs estaban asociados con respuestas apoptóticas diferentes—TP53 y FAS. En este caso, la presencia de la variación genética adecuada parecía desempeñar un papel en qué tan efectivamente los individuos pasaron por apoptosis después de la exposición a la radiación.

Conclusión: El Camino a Seguir

Los resultados de este estudio revelaron que las respuestas individuales a la terapia de radiación pueden variar significativamente. Algunos pacientes pueden experimentar más daño que otros, y entender las razones detrás de esta variabilidad es crucial.

La interacción entre la reparación del ADN, la muerte celular programada y las diferencias genéticas es compleja, y se necesitan más estudios para comprender completamente cómo se juntan estos factores. El objetivo final es identificar biomarcadores confiables que puedan predecir qué pacientes son más propensos a experimentar efectos secundarios de la terapia de radiación.

Al hacerlo, el campo médico puede avanzar hacia planes de tratamiento contra el cáncer más personalizados y efectivos, asegurando que cada paciente sea tratado como un individuo en lugar de solo un número. Esto podría llevar a mejores resultados, menos efectos secundarios y, en general, pacientes más felices—porque, ¿quién no querría menos visitas al médico y más tiempo en el sofá con su programa favorito?

Fuente original

Título: Correlation between DNA double strand breaks and cell death in peripheral blood lymphocytes from breast cancer patients

Resumen: Radiotherapy is an effective treatment to fight cancer. However, it not only affects cancer cells but also healthy tissues, causing side effects. Different factors can influence the appearance of radiotoxicity, like total dose administered or patient individual characteristics, such as genetic variability. Several biomarkers have been proposed to predict radiotoxicity, especially those based on apoptosis or DNA damage, for example {gamma}-H2AX, which correlates with DNA double strand breaks. Our purpose is to analyze how apoptosis and {gamma}-H2AX correlate to each other and to link these results with selected SNPs associated with apoptosis. Blood samples from 60 breast cancer patients in remission were recruited. After mononucleated cells isolation, samples were irradiated. Then, we assessed induction and kinetics of disappearance of {gamma}-H2AX at different times after 2-Gy irradiation and apoptosis induced 24 and 48 h after 8-Gy irradiation. A negative correlation was observed between basal and residual {gamma}-H2AX and apoptosis at 48 h post-irradiation. This result supports previous studies with cancer patients showing a negative correlation between these two biomarkers. Considering the high variability of radio-induced apoptosis, we performed a genotyping study. Two SNPs located at TP53 and FAS genes were associated with apoptosis. Overall, our results indicate that individuals with less efficiency in removing damaged cells, probably due to genetic polymorphisms, presented more basal and residual levels of DNA damage.

Autores: Ángela Solana-Peña, Monica Pujol-Canadell, Juan-Sebastián López, Miquel Macià, Evelyn Martínez Pérez, Isabel Linares, Milica Stefanovic, Héctor Pérez-Montero, Javier González-Viguera, Marina Arangüena Peñacoba, Montse Ventura, Gisela de Miguel-Garcia, Ferran Guedea, Nadina Erill, Victor González-Rumayor, Gemma Armengol, Joan Francesc Barquinero

Última actualización: 2024-12-24 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630130

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630130.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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