Cualquier tipo de cáncer puede expandirse hacia el cerebro. Pero los que tienen mayor probabilidad de causar metástasis cerebrales son el de pulmón, el de mama, el de colon, el de riñón y el melanoma. El trastorno puede causar síntomas como dolor de cabeza, cambios de personalidad, pérdida de la memoria y convulsiones.
Se sabe que casi la mitad de los pacientes con metástasis cerebral ve afectada su capacidad cognitiva, y se creía que esto ocurría porque el tumor ejerce presión sobre el tejido neuronal. Sin embargo, investigadores de España han encontrado también otra explicación.
Son científicos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y del Instituto Cajal del CSIC y publicaron un estudio en la revista Cancer Cell.
Antes de empezar, tuvieron en cuenta que había tumores pequeños que podían generar alteraciones importantes en la capacidad cognitiva. O también que había tumores grandes que no afectaban tanto.
La explicación está en que la metástasis cerebral hackea la actividad del cerebro. Los resultados demostraron que los tumores que surgen como metástasis pueden influir en la actividad eléctrica cerebral de manera específica y dejan una huella muy clara.
En un cerebro sano, las neuronas se comunican mediante impulsos eléctricos que se generan y transmiten mediante cambios bioquímicos en las células y su entorno. En cambio, en los pacientes con metástasis, se altera la química cerebral, y esos interfiere en la comunicación entre las neuronas.
Para hacer el hallazgo, los investigadores midieron la actividad eléctrica del cerebro de ratones con y sin metástasis, y observaron que los registros electrofisiológicos de los animales con cáncer son distintos. Para asegurarse de que esa diferencia es atribuible a la metástasis recurrieron a la inteligencia artificial (IA).
Entrenaron a un sistema de IA con numerosos registros electrofisiológicos y el modelo aprendió a identificar la presencia de metástasis. Estos resultados muestran que la metástasis influye en la actividad eléctrica cerebral de manera específica. Los resultados pueden tener implicancias para la prevención, el diagnóstico precoz y el tratamiento de esta patología.
Los expertos han empezado también a explorar los cambios bioquímicos que explicarían esta alteración en la actividad eléctrica. Al analizar los genes que se están expresando en los tejidos afectados, pudieron identificar una molécula, llamada EGR1, con un papel potencialmente importante en el proceso.
El hallazgo abre la posibilidad a la posibilidad de diseñar un fármaco que prevenga o controle los efectos neurocognitivos de la metástasis cerebral.
El neurocientífico Manuel Valiente, uno de los coautores, dijo: “Nuestro estudio multidisciplinar 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. Nosotros proponemos que estos síntomas son consecuencia de cambios en la actividad cerebral, producto de las alteraciones bioquímicas y moleculares inducidas por el tumor”.
El descubrimiento “podría tener implicaciones relevantes para el diagnóstico y las estrategias terapéuticas”, señaló. En tanto, Liset Menéndez de La Prida, también coautora, indicó que “mediante aprendizaje automático hemos sido capaces de integrar todos los datos para crear un modelo que permite saber si hay o no metástasis cerebral mirando únicamente a la actividad eléctrica”.
Esta aproximación computacional “podría tener la capacidad incluso de predecir subtipos de metástasis cerebral en estadios iniciales”.
Los próximos 3 pasos de los investigadores ya están planificados. Uno será analizar mucho más sistemáticamente el estado cognitivo de los pacientes con metástasis cerebral.
Para eso, será clave la Red Nacional de Metástasis Cerebral (RENACER), que ya ha servido para generar la mayor colección de muestras vivas de metástasis cerebral en el mundo (con el consentimiento de los pacientes, las muestras extraídas en quirófano quedan a disposición de la comunidad científica internacional en el Biobanco CNIO). Se van a introducir protocolos de evaluación neurocognitiva de las personas participantes.
El segundo paso será lograr la integración del registro de la actividad cerebral con el análisis de las moléculas implicadas, “para desarrollar nuevas sondas diagnósticas de tumores cerebrales”. Es una tarea en línea con el proyecto europeo NanoBright, que busca crear técnicas no invasivas para investigar el cerebro y tratar sus patologías.
El tercer objetivo es dar con fármacos que protejan al cerebro de las interferencias creadas por el cáncer en los circuitos neuronales. “Buscaremos las moléculas que juegan un papel en las alteraciones inducidas por la metástasis en la comunicación neuronal, y las evaluaremos como posibles blancos terapéuticos”, explicó Valiente.
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