Influencia del sustrato en experimentos de tumoresferas

L. BENÍTEZ; L. BARBERIS; L. VELLÓN; C. CONDAT

Workshop; trefemac 21; 2021

Las células madre cancerosas (CMCs) son importantes para el desarrollo de muchos tumores sólidos.Estas células reciben señales estimulantes e inhibidoras que dependen de la naturaleza del microam-biente tumoral (también llamado nicho) y determinan la dinámica celular. En este entorno las tensionesmecánicas son cruciales para la transmisión y recepción de estas señales.En este trabajo utilizamos un modelo matemático de crecimiento tumoral de dos poblaciones parainterpretar los resultados de una serie de experimentos llevados a cabo recientemente en Tianjin, China,y extraer información sobre las interacciones intraespecı́ficas e interespecı́ficas entre las CMCs y laspoblaciones de células cancerosas diferenciadas (CCDs).El modelo nos permite reconstruir la evolución temporal de la fracción de células madre cancerosas,la cual no fue medida experimentalmente. Encontramos que, en presencia de factores de crecimiento deCMC, la cooperación interespecı́fica entre las CMCs y las CCDs induce un ciclo de retroalimentaciónpositiva que determina el crecimiento, independientemente de la rigidez del sustrato. En un intentofrustrado de reconstituir el nicho de las células madre, el número de CMCs aumenta continuamentecon una tasa de reproducción que se ve reforzada por un sustrato duro. Para el crecimiento sobreagar blando, las interacciones intraespecı́ficas son siempre inhibitorias. Sobre agar duro las interaccionesentre células madre se vuelven colaborativas, mientras que las interacciones entre células diferenciadasaumentan su inhibición. La evidencia también sugiere que un sustrato duro produce una gran fracciónde divisiones asimétricas de células madre. En ausencia de factores de crecimiento de CMC, la barreraa la diferenciación se rompe y el crecimiento general es más rápido, incluso si se conserva el número decélulas madre.Nuestra interpretación de los resultados experimentales valida la importancia del concepto del nichode células madre cuando el crecimiento tumoral es impulsado por CMCs. El modelo también muestraporqué la rigidez del sustrato tiene una profunda influencia sobre el comportamiento de las célulasmadre cancerosas e indica que sustratos más rı́gidos conducen a una mayor proporción de duplicacionesasimétricas.