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# Biología # Inmunología

El sorprendente vínculo entre los pulmones, el cáncer y los virus

Descubre cómo las infecciones pulmonares afectan el crecimiento del cáncer y su tratamiento.

Ana Farias, Victoria Bridgeman, Felipe S. Rodrigues, Amber Owen, Stefanie Ruhland, Rute Ferreira, Matthias Mack, Ilaria Malanchi, Cecilia Johansson

― 10 minilectura


Infecciones pulmonares y Infecciones pulmonares y crecimiento del cáncer cáncer en los pulmones. Cómo los virus alteran la dinámica del
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Los pulmones son órganos increíbles que cumplen un propósito muy importante: nos ayudan a respirar. Esto los hace esenciales para nuestra supervivencia, ya que se encargan de introducir oxígeno en el cuerpo y eliminar dióxido de carbono. Pero, como muchas cosas en la vida, hay más en la historia, especialmente cuando hablamos de Cáncer y virus.

Pulmones: La Puerta a Problemas

Situados justo en la interfaz entre nuestros cuerpos y el mundo exterior, nuestros pulmones están constantemente expuestos a varios elementos. Estos pueden incluir criaturas diminutas (las llamamos microbios), alérgenos que nos hacen estornudar y contaminantes que no son muy amigables con nuestra salud. Como mecanismo de defensa, los pulmones tienen un sistema inmunológico avanzado que funciona como un portero en una discoteca. Mantiene fuera a los problemáticos, pero a veces deja entrar a demasiados invitados, causando caos.

Un inconveniente de este sistema protector es que crea un espacio atractivo para que las células cancerosas de otras partes del cuerpo se asienten y se multipliquen. Este fenómeno se llama metástasis, y los pulmones son un destino popular para muchos tipos de cáncer, particularmente el cáncer colorrectal y de mama. De hecho, son el segundo lugar más común para la propagación del cáncer en todo el mundo.

Las Estadísticas No Tan Felices

El cáncer, en general, es un gran problema de salud a nivel global. Es la segunda causa principal de muerte después de las enfermedades cardíacas. Entre las mujeres, el cáncer de mama invasivo es el tipo más mortal. Eso es mucha presión tanto para nuestros pulmones como para nuestros cuerpos en su conjunto.

Los Virus Invaden la Escena

Ahora, ¿qué tal si añadimos algunos virus a la mezcla? Las infecciones del tracto respiratorio inferior causadas por virus, como la influenza o el virus respiratorio sincitial (VRS), pueden llevar a altas tasas de enfermedad e incluso muerte. Estos virus aman instalarse en nuestros pulmones, a menudo causando problemas que pueden volverse serios.

Uno incluso puede contraer una infección por VRS de niño, siendo una causa frecuente de bronquiolitis, una condición que inflama las vías respiratorias más pequeñas en los pulmones. Pero, ¿adivina quién más se ve afectado? Los ancianos y aquellos con sistemas inmunológicos débiles también están en alto riesgo de enfermedad grave y muerte por estas infecciones.

La Relación Retorcida Entre Cáncer y Virus

Resulta que el cáncer de pulmón y las infecciones respiratorias pueden ocurrir al mismo tiempo. Raro, ¿verdad? Mientras los investigadores han sugerido que la neumonía y la bronquiolitis podrían aumentar el riesgo de cáncer de pulmón, no se trata solo de tener síntomas de resfriado. La mayoría de los estudios que tenemos se basan en instancias autoinformadas, lo cual no es del todo confiable.

Lo que se necesita es una mirada más profunda a cómo infecciones como el VRS pueden cambiar el ambiente pulmonar e influir en la evolución del cáncer. Aquí es donde las cosas se ponen interesantes.

Nuestro Mecanismo de Defensa en Acción

Entonces, ¿cómo lucha el cuerpo contra los invasores virales? Bueno, cuando los virus respiratorios invaden los pulmones, desencadenan una rápida respuesta inmunitaria. Esta respuesta se supone que limita la propagación del virus y ayuda al cuerpo a recuperarse. Involucra que varias Células inmunitarias se reúnan para una reunión de defensa, algo así como reunir a un equipo de superhéroes.

El sistema inmunológico es lo suficientemente inteligente como para crear una distinción entre los virus malos y las propias células del cuerpo. Sin embargo, esta respuesta también cambia el ambiente pulmonar, potencialmente afectando cómo crecen las células cancerosas o evitando su propagación.

Una Mirada Más Cercana a los Interferones Tipo I

Uno de los superhéroes en nuestra respuesta inmunitaria es un grupo de proteínas conocidas como interferones tipo I (IFNs). Estos son jugadores cruciales en la lucha contra las infecciones virales y también pueden participar en cómo el cáncer contraataca. Cuando los pulmones son atacados por el VRS, células inmunitarias específicas llamadas macrófagos alveolares producen IFNs tipo I para ayudar a combatir el virus.

Los IFNs tipo I pueden detener al virus de replicarse y también ayudar a atraer a otros jugadores inmunitarios al sitio de infección. Hay un detalle, sin embargo. Mientras son geniales para luchar contra los virus, su papel en el cáncer es más complicado. La pregunta es si la acción de los IFNs tipo I también puede ayudar a detener la metástasis en el cáncer de pulmón.

El Experimento: Observando Cómo el VRS Afecta la Propagación del Cáncer

Hablemos de algunos experimentos que se llevaron a cabo para entender mejor esta relación. Los investigadores tenían curiosidad si el VRS podría ayudar a reducir la propagación de células de cáncer de mama en los pulmones.

Para probar esto, inyectaron células de cáncer de mama en ratones, dándoles primero una infección por VRS. El objetivo era ver si la infección reduciría el número de células cancerosas que podían asentarse y crecer en los pulmones.

Sorprendentemente, los ratones que tuvieron infecciones por VRS terminaron con menos nódulos metastásicos en sus pulmones en comparación con aquellos que no tuvieron la infección. Esto pareció indicar que el VRS de alguna manera creó un ambiente en los pulmones que era menos acogedor para las células cancerosas.

Entonces, ¿Qué Está Pasando en los Pulmones?

Hasta ahora, los investigadores han notado que los pulmones se vuelven menos propensos al crecimiento de células cancerosas después de una infección viral. Al investigar cómo se altera el ambiente pulmonar tras una infección por VRS, esperaban entender mejor los mecanismos subyacentes.

Durante la infección por VRS, una ola de células inmunitarias entra, y el sistema de protección del cuerpo entra en acción. Los cambios en el tejido pulmonar son significativos, y varias células inmunitarias como neutrófilos y monocitos son reclutadas para ayudar en la causa. Sin embargo, al observar de cerca, los investigadores descubrieron que eliminar solo un tipo de célula inmunitaria de la ecuación no revertía todo a la normalidad. En cambio, parece que múltiples tipos de células inmunitarias podrían necesitar trabajar juntas para crear este ambiente anti-cáncer.

El Papel de Otras Células Inmunitarias

Se observaron neutrófilos, monocitos y células NK (natural killer) para ver si desempeñaban un papel en detener la propagación del cáncer. Sin embargo, los investigadores descubrieron que incluso cuando estas células inmunitarias fueron eliminadas, la infección por VRS aún causó una reducción en los nódulos metastásicos. Así que no fue solo un tipo de célula haciendo la diferencia.

Esto lleva a la idea de que el ambiente pulmonar es tan complejo que requiere un esfuerzo colaborativo de varias células inmunitarias para manejar la situación y mantener el cáncer bajo control.

El Poder de los Interferones Tipo I Revisitado

Regresando a los interferones tipo I, los investigadores notaron que este grupo de proteínas alteró bastante las condiciones pulmonares. Cuando se administraron IFNs tipo I directamente a los ratones, ocurrió un resultado similar al de la infección por VRS: se encontraron menos nódulos metastásicos. Esta observación implica que los IFNs tipo I podrían imitar los efectos positivos de una infección viral en la alteración del ambiente pulmonar.

En las pruebas, cuando se administraron IFNs tipo I a ratones que no podían responder a ellos, no hubo reducción en los nódulos metastásicos. Esto indica claramente que los beneficios de los IFNs dependen de sus interacciones con las células pulmonares en lugar de afectar directamente a las células cancerosas.

La Respuesta Inmunitaria: Un Baile de Células

El sistema inmunológico es como una compleja actuación de danza: cuando un bailarín se pierde en su cue, todo el espectáculo puede tambalearse. El estudio encontró que las variaciones en el ambiente pulmonar por la acción de los IFNs tipo I fueron cruciales para limitar la propagación metastásica.

Los investigadores estaban ansiosos por ver cómo cambiaron las interacciones entre varias células pulmonares en presencia del VRS y los IFNs tipo I. Concluyeron que, durante las infecciones virales, las interacciones cambian entre las células vasculares (de los vasos sanguíneos) y las células cancerosas relacionadas con el crecimiento y la supervivencia celular.

La Naturaleza Dinámica del Ambiente Pulmonar

Muchos cambios ocurren en el ambiente pulmonar tras la exposición al VRS o a los IFNs tipo I. Estos cambios pueden silenciar o realzar las señales de crecimiento que de otra manera podrían beneficiar a las células cancerosas. Los investigadores también exploraron cómo células epiteliales pulmonares específicas, que juegan un papel en apoyar el crecimiento del cáncer, eran menos capaces de nutrir las células tumorales después de una infección por VRS.

Curiosamente, se notó que los fibroblastos pulmonares, que también son actores cruciales, no parecían tener el mismo efecto que las células epiteliales en términos de apoyar el crecimiento celular.

Llevar los Hallazgos a un Nuevo Nivel

Los investigadores esperan que sus hallazgos ayuden a mejorar la comprensión de cómo interactúan los virus respiratorios y el cáncer, especialmente como hemos visto durante eventos como la pandemia de COVID-19. La pandemia ha llamado la atención sobre cómo las infecciones respiratorias pueden impactar a quienes viven con cáncer.

Finalmente, es importante recordar que, aunque estos hallazgos pueden proporcionar valiosas ideas para futuras terapias, los humanos no son ratones. Se necesitará más investigación para ver cómo estas interacciones se traducen en personas.

Conclusión: La Mezcla de Trucos de los Pulmones

En términos generales, nuestros pulmones juegan un papel esencial no solo en la respiración, sino también en cómo las enfermedades interactúan entre sí. Si bien pueden ser un centro para la propagación del cáncer, también pueden crear condiciones que desafían el crecimiento de los tumores, especialmente cuando las infecciones atacan.

Así que, resulta que incluso algo tan común como una infección viral puede tener implicaciones significativas para el crecimiento del cáncer. Con la relación entre virus y cáncer siendo tan complicada como una telenovela, es esencial seguir desentrañando las capas para ver qué está realmente sucediendo en esos notables pulmones que tenemos. ¡Quién sabe? ¡Quizás todavía tengan algunos trucos bajo la manga!

Fuente original

Título: Type I interferons induced upon respiratory viral infection impair lung metastatic initiation

Resumen: Invasive breast cancer accounts for 7% of all cancer-related deaths, with the lungs being a common site of metastases. At the same time, lower respiratory tract infections are a common cause of morbidity and mortality worldwide. Acute viral respiratory infections induce transitional changes in the lung; however, the impact of these changes on metastasis initiation and cancer progression remains unclear. Using primary murine MMTV-PyMT breast cancer cells in an experimental lung metastasis model, we show that changes induced by respiratory syncytial virus (RSV) infection impair tumor cell seeding and early establishment in the lung, resulting in lower number of metastatic nodules. Furthermore, we demonstrate that this reduction of metastases is due to alterations in the lung environment mediated by type I interferons (IFNs) that are produced in response to RSV infection. Consistent with that notion, intranasal administration of recombinant IFN- recapitulates the anti-tumor effect of RSV infection. Type I IFNs change the lung cellular composition and induce an Interferon Stimulated Gene (ISG) driven response, creating an alveolar environment that is less supportive of tumor cell growth. Indeed, epithelial cells from mice infected with RSV or intranasally exposed to IFN-, are less supportive of tumor cell growth ex vivo. Altogether, our results suggest that type I IFNs induced by infection with some respiratory viruses perturb the lungs and consequently interfere with the ability of tumor cells to successfully initiate metastatic colonization. SignificanceWomen diagnosed with metastatic breast cancer have a low survival rate. The lungs are a common metastatic site and are constantly exposed to viral pathogens, such as coronavirus, RSV and influenza virus. Thus, breast cancer and respiratory virus infection are likely to co-occur, but their interplay remains unclear. We show that type I interferons (IFNs), induced upon viral infection impair metastatic cancer cell seeding of mouse lungs. This is potentially via an effect of IFNs on lung epithelial cells, which become less supportive of early tumor cell proliferation. These findings indicate that viral infections and type I IFNs can alter the lung environment and impair implantation of metastatic cells, which could be explored to improve future cancer treatments.

Autores: Ana Farias, Victoria Bridgeman, Felipe S. Rodrigues, Amber Owen, Stefanie Ruhland, Rute Ferreira, Matthias Mack, Ilaria Malanchi, Cecilia Johansson

Última actualización: 2024-12-23 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630113

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630113.full.pdf

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

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