Recientes investigaciones han generado mapas tridimensionales del cáncer que proporcionan una comprensión profunda de su desarrollo tanto en el tiempo como en el espacio.

Imagina una partida de ajedrez, donde cada pieza tiene su propia estrategia y se mueve de manera que interactúa con las demás en el tablero. Así funcionan los tumores, compuestos por células que no solo se relacionan entre sí, sino que también interactúan con el entorno que las rodea. Estas complejas interacciones permiten que el cáncer se adapte a distintos tejidos y evolucionen en respuesta a desafíos como nuevos tratamientos. Comprender cómo los tumores se expanden y evolucionan es esencial para crear formas efectivas de combatir esta enfermedad. Este es precisamente el propósito de la Red del Atlas del Cáncer Humano (HTAN), una iniciativa impulsada por el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos.

En concreto, el proyecto HTAN está dirigido a identificar los procesos más relevantes en el desarrollo del cáncer, incluyendo cuáles son las condiciones moleculares y celulares que hacen que células sanas se transformen en cancerosas y cómo se produce la dispersión de las células cancerosas a otros tejidos.

Los hallazgos más recientes del HTAN han sido publicados en una serie de artículos en la revista Nature, ofreciendo una visión detallada sobre la organización y evolución de diversos tipos de tumores, desde sus etapas iniciales hasta la metástasis y la resistencia a tratamientos. Esto abre nuevas avenidas para personalizar terapias contra el cáncer.

"Sabíamos que en el tumor había células cancerosas, células inmunitarias y células estructurales, algunas de las cuales protegen al cáncer de tratamientos como la quimioterapia; pero ahora tenemos la capacidad de observar verdaderamente estas líneas de batalla", comentó Li Ding, profesora de Medicina en la Universidad de Washington y una de las directoras del estudio. "Podemos ver cómo varían las regiones del tumor en el espacio tridimensional y cómo sus comportamientos cambian en respuesta a la terapia o al extenderse a otros órganos".

El HTAN, que comenzó en 2018, agrupa a investigadores de 10 centros de investigación que utilizan tecnologías avanzadas para mapear la estructura de los tumores. Este esfuerzo incluye el análisis del nivel de actividad genética en células específicas del tumor, la evolución molecular del cáncer, así como técnicas de imagen que detallan procesos y ubicaciones dentro de los tumores.

Los resultados de estas investigaciones han incluido el análisis de tumores de 21 tipos diferentes, estudiando muestras de más de 8000 pacientes. Cada tumor se ha analizado a fondo, tanto en su núcleo como en su microambiente, generando mapas tridimensionales que reflejan su organización celular y molecular en distintas etapas de la enfermedad, revelando también interacciones entre células.

Los mapas tridimensionales resultantes muestran la compleja estructura funcional de los tumores y su dinamismo con el tiempo. Por ejemplo, los investigadores han notado que el núcleo de los tumores suele tener mayor actividad metabólica, mientras que las zonas periféricas son más activas inmunológicamente. Esto sugiere que las células en la parte interna de los tumores son más resistentes a tratamientos y ataques del sistema inmunitario, lo que contribuye a la resistencia general del tumor.

Además, el equipo identificó áreas dentro de los tumores que poseen patrones genéticos y mutaciones distintas. Algunas regiones son inmunológicamente activas ('calientes'), mientras que otras carecen de respuesta inmune ('frías'). Las áreas calientes generalmente responden mejor a la inmunoterapia, pero las frías, a menudo resistentes, pueden explicar las variaciones en la respuesta a tratamientos dentro del mismo tumor.

Otro hallazgo crucial fue la identificación de células inmunitarias 'agotadas', que ya no son efectivas en los tumores avanzados. Esto sugiere que el sistema inmunológico pierde la capacidad de controlar el crecimiento tumoral. La presencia de estas células plantea la posibilidad de utilizar inhibidores de puntos de control inmunológico para revitalizar el sistema inmune, aunque también indica que ciertos tratamientos pueden no ser efectivos si estas células no están presentes.

Los hallazgos de HTAN no sólo proporcionan una comprensión más profunda de la evolución del cáncer, sino que también sirven como guía para el desarrollo de estrategias de tratamiento. "Estamos entrando en una nueva era en la investigación del cáncer con el potencial de transformar nuestra comprensión y el manejo de esta enfermedad en el futuro", destaca Li Ding. Por ejemplo, la identificación de áreas distintas dentro de un tumor, cada una con características únicas y respuestas diferentes a tratamientos, sugiere la necesidad de terapias combinadas que aborden tanto las regiones calientes como las frías, maximizando así la efectividad del tratamiento.

Los métodos y herramientas desarrollados por HTAN no solo son valiosos para el estudio del cáncer, sino que se presentan como un recurso abierto para la comunidad científica, con datos y mapas accesibles públicamente. Esto permitirá a otros investigadores generar y probar nuevas hipótesis, y desarrollar modelos predictivos sobre la evolución del cáncer y su respuesta a tratamientos.