Arsènic i cèl·lules mare, és el càncer el destí d'aquesta relació? (Premi Aposta UAB 2011)
S'estima que més de 200 milions de persones al món segueixen exposades a l'arsènic sense que les autoritats prenguin les mesures necessàries per posar-hi remei, tot i que es coneix perfectament que l'arsènic causa càncer de pell, bufeta, pulmó, fetge i ronyó. Com que és un element que de manera natural es troba present al sòl i l'aigua de moltes regions del món, en la majoria de casos aquesta exposició ocorre al llarg de tota la vida dels residents d'aquestes localitats, mitjançant el consum d'aigua que obtenen de pous o fonts contaminats amb elevades dosis d'arsènic. La quantitat de persones exposades i la gravetat dels efectes que ocasiona fan de l'exposició per arsènic un problema de salut mundial, fins al punt que l'OMS ha considerat la situació com a "l'enverinament massiu més gran de la història".
Paradoxalment, a més, i precisament pel fet que l'arsènic és un compost molt tòxic, en els últims anys s'ha estès l'ús d'un dels seus derivats, comercialitzat amb el nom de Trisenox, com a agent quimioterapèutic. Aquesta nova font d'exposició passa en un escenari de desconeixement sobre els possibles efectes secundaris associats a la teràpia, ja que la comunitat científica encara no ha pogut establir amb claredat com l'arsènic causa els seus efectes.
Recents estudis en el camp de la biologia de les cèl·lules mare visualitzen els tumors com una massa de cèl·lules de diferent naturalesa, amb estructura més o menys jeràrquica, on només una petita proporció de cèl·lules, les cèl·lules mare canceroses (anomenades així pel fet que comparteixen una sèrie de característiques amb les cèl·lules mare normals) pot iniciar el tumor. Encara no està clar si aquestes cèl·lules mare canceroses provenen de cèl·lules mare normals del teixit que han sofert un procés de transformació maligna o de si, per contra, provenen de cèl·lules diferenciades que han sofert un procés de desdiferenciació.
Diversos estudis duts a terme pel nostre grup (i també per altres investigadors) tant in vitro (amb cèl·lules en cultiu) com in vivo (amb animals d'experimentació) ens porten a pensar que el que estaria fent l'arsènic per causar càncer és "atacar" les cèl·lules mare, desequilibrant-ne la capacitat d'auto-renovació i bloquejant-ne diferenciació per acabar "convertint"-les en cèl·lules mare canceroses capaces d'originar un tumor. A més, les nostres últimes troballes ens indiquen que un grup de factors de transcripció que es veuen afectats després d'una exposició per arsènic, anomenats "factors nuclears hepàtics", podrien estar jugant un paper central en la generació de les cèl·lules mare canceroses en el fetge, en aquest cas provocant la desdiferenciació de cèl·lules adultes.
És en aquest context en què s'emmarca el projecte que hem plantejat, on pretenem determinar, d'una banda, si l'arsènic és capaç d'originar cèl·lules mare canceroses a partir de les cèl·lules mare normals d'un teixit i, d'altra banda, si l'arsènic també és capaç d'originar cèl·lules mare canceroses a partir de cèl·lules adultes diferenciades. Per a això, hem establert un disseny experimental nou en el qual línies cel·lulars normals i tumorals, adultes i embrionàries, se sotmetran a un tractament d'arsènic de llarga durada (de mitjana, 20 setmanes). Al llarg d'aquesta exposició, es valorarà com evoluciona el fenotip tumoral del cultiu i se separarà la població de cèl·lules mare de la població de cèl·lules adultes diferenciades mitjançant l'original tècnica de les Magnetic Beads, per després determinar quins processos relacionats amb la generació de cèl·lules mare canceroses estan tenint lloc en cadascuna de les dues poblacions cel·lulars.
Els processos de diferenciació que tenen lloc durant el desenvolupament embrionari, a càrrec de les cèl·lules mare embrionàries, són essencials per al correcte desenvolupament de l'individu. Si es confirma que l'arsènic "ataca" específicament a la població de cèl·lules mare, repercutiria de manera important en el col·lectiu d'embarassades exposades, ja que implicaria que l'arsènic, que es coneix que és capaç de travessar la barrera placentària per arribar fins l'embrió, determinaria, ja des d'aquest moment, el "destí" d'aquestes cèl·lules, el "destí" d'aquest embrió, cap a un càncer en l'etapa adulta.
D'altra banda, si es confirma que l'arsènic és capaç de "convertir" cèl·lules adultes en cèl·lules mare canceroses, condicionaria moltíssim l'ús de compostos d'arsènic com a agent quimioterapèutic en la teràpia anti-tumoral, ja que l'arsènic estaria reduint eficaçment la massa tumoral a curt termini, però a costa de produir un efecte de desdiferenciació en les cèl·lules supervivents que, a llarg termini, podria desencadenar l'aparició de noves cèl·lules mare canceroses.
En definitiva, aquest projecte pretén incrementar el coneixement científic sobre els mecanismes mitjançant els quals l'arsènic és capaç de provocar càncer, particularitzant en el paper que les cèl·lules mare i els "factors nuclears hepàtics" juguen en aquest procés. Així, busquem acumular evidències que ens permetin regular l'ús i l'exposició a l'arsènic de les poblacions afectades, perquè aquestes estiguin, conseqüentment, millor protegides. Creiem fermament que els nostres treballs poden tenir un benefici sobre el coneixement, però també sobre les persones que pateixen el problema.
