Patrones fractales que surgen cuando las células humanas sanas se tornan cancerosas fueron observadas por primera vez por científicos estadounidenses. Utilizando un microscopio de fuerza atómica (AFM) vieron esos patrones mientras estudiaban las superficies de las células epiteliales del cuello uterino con una resolución nanométrica.
Este trabajo podría aportar a la mejor comprensión de cómo, la superficie de las células, se comporta en la progresión de algunos cánceres, lo que a su vez podría conducir a nuevas estrategias para combatir la enfermedad.
Aunque el origen de muchos tipos de cáncer es todavía un misterio, algunos científicos creen que estas enfermedades están relacionadas con procesos complejos en las células vivas que provocan su desequilibrio, lo que les puede llevar a un comportamiento caótico. De hecho, los signos de caos ya se han observado en estudios bioquímicos y físicos de tejido canceroso. Se ha observado que la estructura de algunos tejidos cancerosos, por ejemplo, tienen propiedades fractales asociados con los sistemas caóticos.
Sin embargo, patrones fractales nunca se habían visto antes en las superficies de las células individuales de cáncer. Es por esto que, esta nueva observación podría ser significativa porque los científicos ya saben que la superficie de una célula de cáncer juega un papel importante en la "metástasis". Este es el proceso mediante el cual las células cancerosas dejan un tumor primario - a menudo forzando su camino a través de los tejidos sanos - y viajan a otras partes del cuerpo para crear tumores secundarios.
Células inmortales
El nuevo estudio se llevó a cabo usando células cultivadas en el laboratorio. Se estudiaron tres tipos de células epiteliales cervicales humanas: las células normales tomadas de mujeres sanas; las células cancerosas malignas tomadas de pacientes con cáncer; y células "inmortales" pre-cancerosas que fueron creados por el tratamiento de algunas de las células sanas con un genoma del virus del papiloma humano. Después, las células se prepararon para que pudieran ser estudiadas con un AFM.
Los investigadores asignaron las características estructurales de las superficies de las células a una resolución de menos de, aproximadamente, 20 nm por píxel de la imagen. En particular, el AFM midió la "pegajosidad" entre la diminuta sonda del instrumento y la superficie celular. Las imágenes se procesaron a continuación para identificar cualquier patrón de repetición. Posteriormente, el equipo analizó esta información para detectar signos de patrones que se repiten en un número a diferentes escalas de longitud; esto es un sello distintivo de un patrón fractal.
El equipo encontró que las superficies de ambas células sanas y células cancerosas no tenían patrones fractales, mientras que estos patrones se observaron en las células precancerosas. Este hallazgo fue inesperado, afirmaron los investigadores. Encontraron que la geometría fractal se produce sólo en un período limitado de desarrollo cuando las células se vuelven cancerosas.
Transformación de superficie
También descubrieron que las células se desviaban más hacia el comportamiento fractal cuando más avanzan hacia el cáncer, mientras que las células normales no tienen patrones fractales. Esto podría significar que la fase de pre-canceroso fractal juega un papel en la transformación de la superficie de una célula sana a la de una célula cancerosa.
Los científicos esperan que su descubrimiento pueda ayudar a identificar "puntos débiles" en la transición de la célula sana a la cancerosa; etapa en la cual se podría detener el desarrollo del cáncer. Tal transición podría implicar inestabilidades en los procesos biológicos que se producen en la célula y conducir a un comportamiento caótico en la superficie. Si estas inestabilidades se pueden prevenir la progresión hacia el cáncer podría ser detenida, señalaron.
Ahora, se tiene la posibilidad de mejorar la comprensión de la importancia de la superficie celular en el desarrollo del cáncer, concluyeron.
La investigación ha sido realizada por Igor Sokolov y sus colegas de la Universidad de Tufts y la Universidad de Clarkson, E.E.U.U..