Estudio del microambiente tumoral: Caracterización de la interacción entre CAFs y células tumorales en modelos 3D de cáncer de pulmón

Abstract

[ES] El cáncer no es únicamente un proceso celular intrínseco que afecta a las células neoplásicas impulsado por una serie de errores genéticos y epigenéticos, sino que también depende de cambios en su entorno. El microambiente tumoral (TME) favorece el crecimiento, la invasión y la metástasis del tumor. Para el estudio del TME, los modelos 3D proporcionan un entorno similar al tumor, con gradientes de nutrientes e hipoxia autoimpuestos que generan un entorno no conseguido mediante los cultivos 2D tradicionales. Por todo ello, son un enfoque ideal para el estudio de las interacciones tumor-estroma. Teniendo en cuenta que uno de los componentes principales del TME son los fibroblastos asociados al tumor (CAFs), el principal objetivo de este trabajo es estudiar mediante un modelo 3D (tumoresferas) cómo interaccionan los CAFs con las células tumorales para obtener una mejor comprensión de la interrelación de ambos tipos celulares en el nicho tumoral. Para ello se establecieron co-cultivos entre tumoresferas derivadas de tejido tumoral de pacientes con cáncer de pulmón y una línea de CAFs inmortalizada. Para evaluar los cambios en las células tumorales mediados por la interacción con los CAFs y viceversa, se analizaron mediante 3 paneles multiparamétricos por citometría de flujo la expresión de diferentes biomarcadores (relacionados con propiedades stemness, inmunomodulatorias y procesos de transición epitelio mesenquimal (EMT)). Se observó que los CAFs son capaces de inducir la expresión de marcadores con capacidad inmunomodulatoria, de modular la capacidad stemness y de inducir la EMT en las células tumorales. Por otro lado, también se observaron cambios en los CAFs ya que experimentaron variaciones en la expresión de determinados marcadores en el co-cultivo. En conclusión, los CAFs y las células tumorales interaccionan entre sí y se influencian mutuamente, aunque dicho efecto puede variar en función del origen específico de las células tumorales. No obstante, es necesario ampliar la cohorte de cultivos analizados para corroborar estos resultados.

[EN] Cancer is not only an intrinsic cellular process affecting neoplastic cells driven by a series of genetic and epigenetic errors, but also depends on changes in its environment. The tumor microenvironment (TME) promotes tumor growth, invasion, and metastasis. For the study of the TME, 3D models provide a tumor-like environment with self-imposed nutrient and hypoxia gradients that create an environment not achieved with traditional 2D cultures. Therefore, they are an ideal approach for studying tumor-stroma interactions. Considering that one of the main components of the TME are cancerassociated fibroblasts (CAFs), the main objective of this work is to study how CAFs interact with tumor cells using a 3D model (tumorspheres) to gain a better understanding of the interrelationship between both cell types in the tumor niche. To achieve this, cocultures were established between the tumorspheres derived from tumor tissue of lung cancer patients and an immortalized CAFs cell line. To evaluate the changes in tumor cells mediated by interaction with CAFs and vice versa, the expression of different biomarkers (related to stemness properties, immunomodulatory functions, and epithelialmesenchymal transition (EMT) processes) was analyzed using three multiparametric panels by flow cytometry. It was observed that CAFs can induce the expression of markers with immunomodulatory capacity, modulating stemness capacity, and inducing EMT in tumor cells. On the other hand, changes were also observed in CAFs as they experienced variations in the expression of certain markers in the co-culture. In conclusion, CAFs and tumor cells interact with and influence each other, although this effect may vary depending on the specific origin of the tumor cells. However, it is necessary to expand the cohort of cultures analyzed to corroborate these results.