Codiciosos de glucosa: las células cancerosas dependen de una vía primaria de producción de energía para proliferar y propagarse
Crédito: CC0 Public Domain
Para alimentar su rápida proliferación, las células tumorales dependen de la glucólisis, una vía metabólica primordial que es fácilmente explotada por cánceres para obtener energía para crecer y propagarse.
La glucólisis es la forma más antigua de producción de energía en las células vivas. Ha existido durante miles de millones de años, surgió antes de que el oxígeno se acumulara en la Tierra y fue el tipo de producción de energía para las primeras formas de vida primitivas del planeta.
El proceso implica la descomposición de la glucosa para producir energía. para las actividades metabólicas celulares. Las bacterias utilizan la glucólisis, al igual que los organismos más complejos, como las plantas y los animales. Estos últimos, sin embargo, han desarrollado formas más sofisticadas de producción de energía, a pesar de que todavía tienen glucólisis con su menor rendimiento energético. Por ejemplo, la cadena de transporte de electrones produce sustancialmente más moléculas de energía ATP que la glucólisis. Aún así, muchos tipos de células tumorales usan la glucólisis preferentemente para proporcionar suficiente energía para el crecimiento y la proliferación.
Las altas tasas de glucólisis en las células cancerosas siguen siendo una característica bien establecida de muchos tumores humanos, informan los Dres. Jeremy Blaydes y Charles N. Birts de la Unidad de Ciencias del Cáncer de la Facultad de Medicina de la Universidad de Southampton en Inglaterra. El proceso de producción de energía proporciona a las células cancerosas metabolitos que pueden usarse como precursores de las vías anabólicas.
Escribiendo en la revista Science Signaling, Blaydes y Birts, junto con un equipo de investigadores del cáncer, encontraron que en un modelo de cáncer de mama in vitro, pudieron identificar algo sorprendentemente nuevo, lo llaman una respuesta de estrés glucolítico, que involucra a p53. El gen p53 lleva el modelo de ADN para una proteína llamada proteína tumoral p53. La proteína desempeña un papel fundamental en la vigilancia de las actividades celulares, como la división celular y la muerte celular. Los estudios han demostrado durante mucho tiempo que las mutaciones en p53 permiten que las células cancerosas crezcan y se propaguen.
«La glucólisis aeróbica constitutiva, el efecto Warburg, es un sello distintivo de las células cancerosas que comúnmente es causado por mutaciones en oncogenes y genes supresores de tumores». Blaydes y Birst escribieron en Science Signaling.
«Tiene múltiples consecuencias para las células tumorales, incluida la capacidad de generar adenosina 5-trifosfato (ATP), lo que disminuye la dependencia del oxígeno para la generación de ATP, lo que reduce la generación de especies reactivas de oxígeno potencialmente dañinas (ROS ) por la cadena de transporte de electrones mitocondrial», concluyeron los investigadores del cáncer.
En la década de 1920, Otto Warburg demostró que las células cancerosas cultivadas tienen altas tasas de absorción de glucosa y secreción de lactato, incluso sin necesidad de oxígeno. Esas tres propiedades: la absorción de glucosa, la secreción de lactato y la creación de energía sin oxígeno, son características del efecto Warburg.
Warburg fue un científico alemán de principios del siglo XX que estudió por primera vez los huevos de erizo de mar, pero centró su atención en los tumores de rata en 1923. Ese cambio tuvo un impacto duradero en la disciplina de la biología del cáncer, particularmente en el comprensión de la producción y el uso de energía en las células tumorales. Warburg notó que las células cancerosas alimentaban su propio crecimiento absorbiendo enormes cantidades de glucosa de la sangre del huésped. Hoy en día, las exploraciones por emisión de positrones pueden ayudar a identificar los cánceres al identificar áreas del cuerpo donde las células consumen enormes cantidades de glucosa. Esas células se identifican fácilmente como cancerosas debido a su avaricia absoluta por la glucosa.
Además, las células cancerosas eligen invariablemente la antigua vía metabólica, la glucólisis, para producir energía. Warburg se dio cuenta de que las células cancerosas habían descubierto una forma de asegurar su supervivencia explotando la forma más antigua de producción de energía del planeta. Se estima que el efecto Warburg ocurre en el 80 por ciento de los cánceres.
Ahora, el equipo de la Universidad de Southampton está arrojando nueva luz sobre la producción de energía en las células cancerosas centrándose en p53. La proteína, encontraron los investigadores, está regulada por la «glucólisis aeróbica» en las células cancerosas. Esto está mediado además por la familia CtBP de reguladores transcripcionales dependientes de NADH, algo que Warburg nunca hubiera esperado. «A través de la provisión de glucosa-6 fosfato para la vía oxidativa de las pentosas fosfato, la glucólisis también facilita la generación de una forma reducida de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato, que proporciona equivalentes reductores para las vías protectoras de las especies reactivas del oxígeno», escribió el equipo.
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La proteína PGK1 promueve la formación de tumores cerebrales y el metabolismo del cáncer Más información: Charles N. Birts et al. p53 está regulado por la glucólisis aeróbica en las células cancerosas por la familia CtBP de reguladores transcripcionales dependientes de NADH, Science Signaling (2020). DOI: 10.1126/scisignal.aau9529 Información de la revista: Science Signaling
2020 Science X Network
Cita: Codiciosos de glucosa: las células cancerosas dependen on a primeval energy-producing path to proliferate and spread (29 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-greedy-glucose-cancer-cells-primeval.html Este documento es sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.