¿Cómo se estudian las metástasis en la columna vertebral usando ratones?
Las metástasis en la columna vertebral son un problema grave para muchos pacientes con cáncer. Estas pueden causar dolor intenso, fracturas y deformidades en la columna debido a la invasión de los huesos por las células cancerosas. Entender cómo se desarrollan y cómo tratarlas es crucial para mejorar la calidad de vida de los pacientes. En este artículo, exploraremos cómo los científicos utilizan ratones para estudiar este fenómeno y qué métodos emplean para crear y evaluar modelos de metástasis espinal.
¿Por qué usar ratones para estudiar las metástasis en la columna?
Los ratones son una herramienta esencial en la investigación del cáncer, especialmente para estudiar cómo los tumores se propagan a la columna vertebral. Estos modelos permiten a los científicos observar los procesos biológicos que ocurren durante la metástasis, mejorar las técnicas de diagnóstico y desarrollar nuevos tratamientos. Además, los ratones son pequeños, fáciles de manejar y tienen un ciclo de vida corto, lo que permite realizar experimentos en un tiempo relativamente breve.
¿Cómo se crean los modelos de metástasis en ratones?
Para crear modelos de metástasis en la columna, los investigadores utilizan células cancerosas humanas o de ratón. Las células humanas incluyen cáncer de próstata (PC-3), cáncer de pulmón (PC-9, A549, NCI-H1299, etc.), melanoma (A2058), cáncer de riñón (ACHN) y cáncer de mama. Por otro lado, las células de ratón incluyen cáncer de mama (TM40D, 4T1), melanoma (B16, B16-luc, mB16-luc, B16-F1), cáncer de próstata (MBT-2, TRAMP-C2) y cáncer de pulmón (LLC1).
Las células de ratón tienen la ventaja de no provocar una reacción excesiva del sistema inmunológico del huésped, lo que las hace ideales para estudiar los procesos biológicos de la metástasis. Sin embargo, debido a las diferencias entre ratones y humanos, estos modelos no son perfectos para desarrollar tratamientos para humanos. Por eso, también se utilizan células humanas en ratones con sistemas inmunológicos debilitados.
¿Qué tipos de ratones se usan?
Para los modelos con células de ratón, se utilizan ratones normales como BALB/C, C57BL/6J y C3H/He. En cambio, para los modelos con células humanas, se necesitan ratones con sistemas inmunológicos debilitados. Los más comunes son los ratones con disfunción en los linfocitos T. También se usan ratones NOD/SCID, que tienen un sistema inmunológico muy débil y permiten un mayor éxito en la formación de tumores. Sin embargo, estos ratones son más frágiles y propensos a enfermedades.
¿Cómo se inducen las metástasis en la columna de los ratones?
Existen varios métodos para crear metástasis en la columna de los ratones:
- Inyección en el sistema circulatorio: Se inyectan células cancerosas en el torrente sanguíneo del ratón para simular cómo los tumores se propagan a la columna.
- Inyección directa en la columna: Se inyectan células cancerosas directamente en la columna mediante cirugía o una aguja.
- Metástasis espontánea: Se implantan células cancerosas en un órgano o bajo la piel del ratón, permitiendo que las células se propaguen naturalmente a la columna con el tiempo.
¿Cómo se evalúan las metástasis en los ratones?
Para evaluar y monitorear las metástasis en los ratones, los científicos utilizan varias técnicas de imagen:
- Imágenes bioluminiscentes (BLI): Permiten observar la actividad de las células cancerosas justo después de la inyección y detectar tumores antes de que causen daño óseo.
- Micro tomografía computarizada (micro CT): Evalúa los cambios en los huesos, como la formación o destrucción de hueso, y crea imágenes en 3D de los tumores.
- Resonancia magnética (MRI): Es muy sensible para detectar tejidos blandos y se usa para múltiples pruebas de imagen.
- Tomografía por emisión de positrones (PET-CT): Es más precisa que la MRI para detectar tumores pequeños, ya que las células cancerosas absorben más un marcador especial que se inyecta en el ratón.
¿Cómo se estudian los efectos neurológicos de las metástasis?
Las metástasis en la columna pueden comprimir la médula espinal, causando problemas neurológicos. Para evaluar estos efectos, los científicos utilizan métodos como la Escala de Locomoción de Basso (BMS), que mide los cambios en la función motora de los ratones. También se clasifican las lesiones neurológicas en cuatro etapas: arrastre de la cola, paso dorsal, barrido de las patas traseras y parálisis. Además, se usa el análisis de la marcha para evaluar de manera más objetiva la función motora.
¿Qué se puede aprender de estos modelos?
Los modelos de metástasis espontánea permiten estudiar todo el proceso de propagación del cáncer, desde la formación de un entorno favorable para las células cancerosas hasta la invasión de la columna. Los modelos de inyección circulatoria se centran en los primeros pasos de la metástasis, como la propagación de las células cancerosas por el cuerpo. Sin embargo, estos modelos no permiten estudiar segmentos específicos de la columna y a menudo causan tumores en múltiples órganos, lo que puede llevar a la muerte del ratón antes de que se desarrollen problemas neurológicos.
Por otro lado, los modelos de inyección directa en la columna permiten estudiar el entorno de las metástasis, su efecto en el sistema nervioso y cómo crecen los tumores en los huesos. Sin embargo, estos modelos no son útiles para estudiar cómo se propagan los tumores.
¿Qué falta por investigar?
Actualmente, no existen modelos de ratón que simulen cómo los tumores se propagan directamente desde tejidos cercanos a la columna o a través del líquido cefalorraquídeo (LCR). Estos son procesos importantes que deben ser estudiados para entender mejor las metástasis en la columna y desarrollar tratamientos más efectivos.
Conclusión
Los modelos de ratón son herramientas valiosas para estudiar las metástasis en la columna vertebral. A través de diversos métodos y técnicas de imagen, los científicos pueden observar los procesos biológicos y moleculares involucrados en la propagación del cáncer. Sin embargo, aún se necesitan nuevos modelos para simular otros mecanismos de propagación y mejorar nuestro entendimiento de este problema.
Para fines educativos solamente.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002922