Los cánceres cerebrales 'hackean' las neuronas para causar deterioro cognitivo
Una investigación española abre la posibilidad de diseñar un fármaco que prevenga o palíe los efectos neurocognitivos de la metástasis cerebral
Encuentran un tratamiento que casi duplica la supervivencia en un tumor cerebral incurable
Metástasis en el cerebro de ratón (en verde claro y neurona en verde más intenso)
Los cánceres cerebrales, al diseminarse son capaces de generar alteraciones químicas en el cerebro que interrumpen la comunicación neuronal. Esto, que acaba de descubrir un equipo de investigadores españoles del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas ( ... CNIO), podría explicar por qué casi la mitad de los pacientes con metástasis cerebral ven afectada su capacidad cognitiva.
La investigación además abre la posibilidad de diseñar un fármaco que prevenga o palíe los efectos neurocognitivos de la metástasis cerebral.
Hasta ahora se asumía que el responsable de este deterioro estaba causado por el propio tumor, que presiona el tejido neuronal. Pero algo falla en esa hipótesis del 'efecto masa' del tumor, porque a menudo no hay relación entre el tamaño del cáncer y su impacto cognitivo.
La explicación, tal y como se explica en el estudio que se publica en «Cancer Cell» y que ha merecido la portada de la revista es que la metástasis cerebral hackea la actividad del cerebro.
Los autores han descubierto que cuando el cáncer se disemina en el cerebro altera la química cerebral, e interfiere así en la comunicación neuronal –las neuronas se comunican mediante impulsos eléctricos que se generan y transmiten mediante cambios bioquímicos en las células y su entorno–.
Trabajando en cerebro de ratones, los investigadores midieron la actividad eléctrica del cerebro de animales con y sin metástasis, y observaron que los registros electrofisiológicos de los animales con cáncer son distintos entre sí.
Para asegurarse de que esa diferencia era atribuible a la metástasis recurrieron a la inteligencia artificial.
Así, entrenaron un algoritmo automático con numerosos registros electrofisiológicos, y en efecto el modelo logró identificar la presencia de metástasis. El sistema llegó incluso a diferenciar metástasis provenientes de tumores primarios distintos, como el cáncer de piel, pulmón y mama.
Es un trabajo totalmente pionero, que abre un camino inexplorado
Liset Menéndez de La Prida
Instituto Cajal
Estos resultados muestran que la metástasis influye en la actividad eléctrica cerebral de manera específica, dejando una huella muy clara y reconocible.
«Mediante aprendizaje automático hemos sido capaces de integrar todos los datos para crear un modelo que permite saber si en un cerebro hay o no metástasis mirando únicamente su actividad eléctrica», asegura Liset Menéndez de La Prida, directora del Laboratorio de Circuitos Neuronales del Instituto Cajal (CSIC). Esta aproximación , agrega, «podría tener la capacidad incluso de predecir subtipos de metástasis cerebral en estadios iniciales. Es un trabajo totalmente pionero, que abre un camino inexplorado».
El estudio supone, para los autores, un «cambio de paradigma» en el conocimiento básico sobre cómo se desarrolla la metástasis cerebral, y tiene implicaciones para la prevención, el diagnóstico precoz y el tratamiento de esta patología.
Además de registrar los cambios en la actividad eléctrica cerebral en presencia de metástasis, los investigadores han empezado a explorar los cambios bioquímicos que explicarían esta alteración. Analizando los genes que se expresan en los tejidos afectados han identificado una molécula, EGR1, con un papel potencialmente importante en el proceso. El hallazgo abre la posibilidad de diseñar un fármaco que prevenga o palíe los efectos neurocognitivos de la metástasis cerebral.
Los resultados muestran que la metástasis influye en la actividad eléctrica cerebral de manera específica
«El estudio cuestiona el hecho hasta ahora aceptado de que la disfunción neurológica, muy habitual en pacientes con metástasis cerebral, se debe únicamente al efecto masa del tumor», explica Manuel Valiente, director del grupo de Metástasis Cerebral del CNIO.
El cambio de enfoque que aporta este resultado hace que los investigadores quieran analizar mucho más sistemáticamente el estado cognitivo de los pacientes con metástasis cerebral.
Este es, para Valiente, uno de los principales próximos pasos. Para ello será clave RENACER, la Red Nacional de Metástasis Cerebral, que ya ha servido para generar la mayor colección de muestras vivas de metástasis cerebral en el mundo, y en la que ahora van a introducir protocolos de evaluación neurocognitiva de los pacientes participantes.
Menéndez de la Prida, por su parte, avanzará en la integración del registro de la actividad cerebral con el análisis de las moléculas implicadas, «para desarrollar nuevas sondas diagnósticas de tumores cerebrales», señala. Es una tarea en línea con el proyecto europeo NanoBright, que busca crear técnicas no invasivas para investigar el cerebro y tratar sus patologías.
Otro objetivo es identificar fármacos que protejan al cerebro de las interferencias creadas por el cáncer en los circuitos neuronales, utilizando las estrategias ya mencionadas.