20.12: Células Madre Cancerosas y Mantenimiento Tumoral

Cancer Stem Cells and Tumor Maintenance
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Molecular Biology
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Cancer Stem Cells and Tumor Maintenance

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02:40 min
April 07, 2021

Overview

Early diagnosis and treatment can often cure cancer. However, even with treatment, residual cells called the cancer stem cells (CSC) might remain, often causing tumor recurrence. These cancer stem cells possess the potential for self-renewal and multi-lineage differentiation and are often responsible for the therapeutic resistance displayed in most cancers.

Cancer stem cells are thought to originate from tissue-specific normal stem cells or progenitor cells. The normal stem cells usually reside in a quiescent state until the receipt of a stimulatory signal, which triggers proliferation or differentiation. Genetic alterations in these normal stem cells can reprogram their cellular pathways, turning them into cancer stem cells. Such cells divide abnormally and contribute to tumor progression while still maintaining their stem cell properties.

Cancer stem cells can give rise to more stem cells or highly differentiated cancer cells with equal probability. While the daughter cancer stem cells can seed new tumors or metastasize to new sites, the non-stem cancer cells terminally differentiate and are eventually discarded and replaced after a few rounds of division. However, in most tumors, the differentiated cells form a significant mass of the cancer-cell population.

Cancer stem cells often demonstrate endurance to conventional cancer therapies. Cancer stem cells' ability to increase drug efflux rate, alter drug metabolism, resist DNA damage, and enhance DNA repair to their advantage, often attribute to their chemo-resistance. Epigenetic modifications and supplementary survival signals from tumor microenvironments also contribute to the drug resistance exhibited by these cancer stem cells.

Hence, the presence of cancer stem cells is understood to be one of the primary reasons for tumor maintenance, cancer-treatment failure, relapse, and even metastasis.

Transcript

La mayoría de los cánceres contienen una subpoblación de células tumorales distribuida de manera no uniforme y genéticamente distinta.

Algunas de estas células, llamadas células madre cancerosas, poseen las características asociadas tanto con las células cancerosas como con las células madre. Esto significa que, además de participar en la propagación del tumor, estas células pueden autorrenovarse y diferenciarse en múltiples linajes.

Una célula madre cancerosa, o CSC, puede sufrir una división celular asimétrica, en la que un conjunto de células hijas conserva el potencial de célula madre y puede dividirse indefinidamente, mientras que la otra puede pasar solo unas pocas rondas de división antes de diferenciarse terminalmente y finalmente morir.

Un CSC también puede secretar niveles elevados de factores de crecimiento endotelial vascular dentro de un tumor y generar nuevos vasos sanguíneos y linfáticos que mantienen un suministro continuo de nutrientes al tumor en crecimiento.

Además, las células madre cancerosas pueden alcanzar propiedades como una mayor invasividad y capacidad de migración, lo que puede ayudarlas en el establecimiento de sitios metastásicos secundarios en el cuerpo.

A pesar de que las células madre cancerosas tienen el potencial de sembrar nuevos tumores e impulsar su crecimiento, son las células no madre que se dividen rápidamente las que forman los componentes principales del tumor y sostienen su crecimiento.

Esta heterogeneidad en la población de células cancerosas dificulta que la mayoría de las terapias contra el cáncer se dirijan y eliminen todas las células cancerosas a la vez.

Además, las células madre cancerosas utilizan mecanismos de supervivencia, como el aumento de la activación de las bombas de eflujo de fármacos, la actividad de reparación del ADN o la expresión de enzimas de desintoxicación que les ayudan a escapar de las terapias contra el cáncer.

Por ejemplo, el medicamento contra el cáncer, el mesilato de imatinib, se usa con frecuencia en el tratamiento de la leucemia mieloide crónica. Si bien las células cancerosas diferenciadas son sensibles al fármaco, las células madre cancerosas pueden escapar de la terapia al exhibir una sobreexpresión de las proteínas transportadoras de membrana ABCB1 y ABCG2.

Estas proteínas ayudan a las células a expulsar el fármaco y reducir sus niveles intracelulares, lo que conduce a la generación de células cancerosas resistentes.

Una sola célula madre cancerosa sobreviviente puede restablecer el cultivo, resucitar la enfermedad y causar una recaída del tumor.

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