La proliferación de las células estrelladas pancreáticas contribuye a la formación de tejido fibroso en el páncreas, siendo un proceso que está aumentado en los tumores pancreáticos. Es por ello que, con el objetivo de estudiar posibles herramientas complementarias y terapéuticas que incidan en el desarrollo de este tejido fibrótico en el cáncer, investigadores del grupo de investigación Biología y Comunicación Celular (BICOMCEL) de la UEx analizan los mecanismos moleculares mediante los que la melatonina ejerce sus efectos en diferentes órganos y en especial, el páncreas. Así, en una investigación publicada en Scientific Reports, revista científica del grupo Nature, los investigadores han confirmado que la promueve un estado pro-oxidativo. Es decir, la melatonina modula los mecanismos involucrados en la respuesta antioxidante de la célula.
“Se trata de una investigación con un potencial traslacional importante, ya que la administración de melatonina podría ser considerada una herramienta complementaria a otras técnicas que sirvan para el tratamiento de los tumores pancreáticos”, ha subrayado Antonio González Mateos, coordinador del grupo de investigación. En investigaciones previas, el grupo BICOMCEL determinó que la melatonina, en concentraciones farmacológicas - con un rango desde 10 μM hasta 1 mM - tiene efectos beneficiosos en el páncreas, ya que induce a la muerte de las células malignas tumorales mientras que protege las células sanas. “Comprobamos que en las células sanas la melatonina modula las señales que regulan el funcionamiento celular, disminuye la secreción de enzimas digestivas ante una sobrestimulación por sus agonistas y, además, promueve la respuesta antioxidante, siendo un interesante aliado para preservar la función celular”, ha explicado González Mateos.
Alentados por resultados preliminares que obtuvieron hace unos años, ahora, y en el marco de un proyecto de investigación financiado por el Plan Regional de Investigación de la Junta de Extremadura, los investigadores han estudiado el efecto de la melatonina en un tipo concreto de células: las células estrellas pancreáticas. Se trata de un tipo especial de células presentes en el páncreas exocrino, que representa un alrededor del 2% al 4% de las células presentes en esta glándula. En condiciones normales participan en el remodelado de la matriz extracelular, un componente relativamente complejo de proteínas estructurales y funcionales que hay en todos los tejidos, que forma un nexo de unión que mantiene a las células conectadas entre sí, como un andamiaje.
Estas células estrelladas sufren un cambio cuando hay un proceso anómalo, una inflamación por ejemplo, y cambian su estadio de durmiente (en el que se encuentran normalmente) a activado. De esta manera, proliferan y comienzan a secretar componentes de la matriz extracelular dando lugar a un tejido fibrótico en el páncreas. En el caso de los tumores, esta acción de las células estrelladas contribuye a crear una atmósfera proclive para que las células tumorales se desarrollen. Con su crecimiento, proceso que se denomina desmoplasia, el tejido fibroso constituye la mayor parte del peso de los tumores sólidos del páncreas; de ahí que la proliferación de las células estrelladas contribuya a crear una situación proclive al desarrollo de un posible tumor asentado en el páncreas, según ha declarado el investigador de la UEx.
En una investigación un poco anterior a esta que acaban de publicar, realizada en células estrelladas pancreáticas humanas, y en colaboración con facultativos especialistas del Hospital San Pedro de Alcántara de Cáceres y de la Unidad de Trasplante Hepático y Cirugía Hepático-Pancreática del Hospital Universitario de Badajoz, los científicos ya observaron que la melatonina, a concentraciones farmacológicas, disminuía la proliferación y viabilidad de las células estrelladas humanas, de forma similar a los estudios preliminares referidos más arriba. De ahí el interés traslacional de las investigaciones; había que profundizar en los mecanismos moleculares implicados.
La melatonina induce un estado pro-oxidativo
Ahora, los recientes resultados, publicados en Scientific Reports, confirman la hipótesis y los hallazgos previos de que la melatonina reduce la proliferación de células estrelladas en el páncreas, y permiten profundizar en el conocimiento sus mecanismos de acción. Las observaciones indican que “la melatonina promueve un estado pro-oxidativo en las células estrelladas ya que regula las defensas que tienen las células para protegerse de un aumento en su estado oxidativo, provocado como consecuencia de un aumento en su proliferación”, aclara Antonio González.
En este caso, la melatonina induce un estado pro-oxidativo al disminuir la transcripción de los genes que promueven la síntesis de superóxido dismutasa (SOD) y, en consecuencia, la melatonina disminuye su expresión. La SOD es una enzima que posee una potente acción antioxidante en la célula. Este mecanismo provocaría que algunas de las células estrelladas mueran, probablemente aquellas que se encuentren en un estado más alto de proliferación. Resultados obtenidos por el mismo grupo de investigación, complementarios a los publicados en Scientific Reports, indican que las células que sobreviven se multiplican con una tasa de crecimiento más lenta, porque los mecanismos del ciclo celular también se ven regulados por la melatonina.
El objetivo de los investigadores de la UEx es investigar si la melatonina podría ser una herramienta complementaria de ayuda en el tratamiento del cáncer u otros procesos inflamatorios como la pancreatitis, que limite o reduzca el crecimiento del tejido fibroso. El uso de la melatonina a concentraciones farmacológicas tiene un potencial traslacional importante porque puede apoyar otros tratamientos al reducir el desarrollo del tejido fibroso en un tumor.
Referencia:
González, A., Estaras, M., Martínez-Morcillo, S. et al. Melatonin modulates red-ox state and decreases viability of rat pancreatic stellate cells. Sci Rep 10, 6352 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-63433-6
