Buscando nuevas conexiones en el metabolismo del cáncer
El iKnife se ha utilizado para buscar patrones que podrían revelar pistas sobre el metabolismo y el cáncer. Crédito: Jeroen Claus (Phospho Biomedical Animation)
Imagínese una fila de fichas de dominó. Cuando uno es golpeado ligeramente y cae, el resto cae.
Lo mismo ocurre con el cáncer. Cuando una célula se vuelve cancerosa, se alteran importantes vías celulares. Y como una reacción en cadena, cuando se muta un punto en un camino, los efectos se pueden sentir aguas abajo como fichas de dominó.
Algunas de las vías que se interrumpen en el cáncer regulan cómo las células adquieren y procesan energía en su metabolismo celular.
Pero aunque se sabe mucho sobre los errores que interrumpen las vías metabólicas en el cáncer, no se ha hecho mucho para relacionar estas mutaciones con el comportamiento de las células. Hasta ahora.
Dra. George Poulogiannis es uno de nuestros científicos que investiga la relación entre el metabolismo celular, el cáncer y la dieta como parte de nuestro equipo de Rosetta Cancer Grand Challenges, que está creando un «Google Earth del cáncer».
Poulogiannis explicó que al completar una parte de este complejo rompecabezas: encontrar conexiones novedosas en el metabolismo del cáncer, los científicos pueden abrir la puerta a una mejor comprensión de los cánceres individuales y, a su vez, allanar el camino hacia tratamientos más personalizados.
Y para un rompecabezas tan complejo, necesitaban una herramienta única.
El iKnife
Para evaluar los cambios metabólicos que ocurren en las células cancerosas, el equipo adquirió un ingenioso equipo conocido como Intelligent Knife (o iKnife).
El iKnife fue inventado por el profesor Zoltan Takats en el Imperial College de Londres, quien trabaja con Poulogiannis en el equipo de Rosetta y fue investigador en este último estudio.
Este dispositivo electroquirúrgico diseñado para olfatear el cáncer durante la cirugía hasta ahora se ha puesto a prueba en el cáncer de mama y también está comenzando a probarse en el cáncer de ovario.
«Hace unos años, se introdujo una tecnología que se basaba en una idea muy simple , para conectar el dispositivo electroquirúrgico con un espectrómetro de masas y medir el perfil de ionización del humo que se está generando”, explica Poulogiannis.
Con esta técnica, el iKnife puede diferenciar con precisión el tejido canceroso del no canceroso en tiempo real. Esto significa que los cirujanos saben si están cortando tejido sano o cáncer solo unos segundos después de su primer corte.
«Queríamos explorar si el uso de esta tecnología podría recopilar información aún más detallada sobre la biología del cáncer y los factores clave de la enfermedad».
En busca de pistas
Poulogiannis y su equipo estaban entrando en aguas desconocidas.
El equipo no sabía exactamente lo que estaba buscando, pero comenzó a buscar patrones que pudieran revelar pistas sobre el metabolismo y el cáncer, analizando varias líneas celulares de cáncer de mama, muestras de tumores y modelos de ratón.
«Cuando hicimos eso, observamos algo que al principio era bastante extraño», dice Poulogiannis.
Su análisis reveló que las muestras de cáncer de mama se podían dividir en dos grupos distintos, en función de la presencia de grasas particulares detectadas por el iKnife. Y esta división no se correlacionó con ninguna de las características que los médicos usan actualmente para agrupar el estado de los receptores de hormonas similares a enfermedades.
El equipo investigó más a fondo y descubrió que las diferencias en las grasas podrían explicarse por un error (mutación) en un gen que forma parte de una vía metabólica importante, la vía PIK3CA.
Piezas del rompecabezas
Una de las grasas que se encontró en niveles particularmente altos en las muestras fue el ácido araquidónico. Es un ácido graso que se encuentra predominantemente en las grasas animales de nuestra dieta, pero que también puede ser producido por las células cancerosas.
Significativamente, esta misma grasa juega un papel importante en la respuesta inflamatoria en el cáncer.
«Luego, tratamos de encontrar cuál era el mecanismo detrás de esto [la estratificación de las muestras] y descubrimos que algunas vías de señalización aguas abajo del oncogénico PIK3CA regulan esta sobreproducción de lípidos. Y el biomarcador de ácidos grasos que atrapó nuestra atención fue el ácido araquidónico, porque sirve como el centro principal de la respuesta proinflamatoria en el cáncer. Y este es un ácido graso que obtenemos de la dieta, y también las células cancerosas mutantes PIK3CA tienen una capacidad única para aumentar su producción»
Usando el iKnife, el equipo había comenzado lentamente a juntar las piezas de varios estudios y alinearlas como fichas de dominó, haciendo conexiones que no habían estado allí antes.
El equipo descubrió que los fármacos que interferían con la vía PIK3CA eran mucho más efectivos para retardar el crecimiento tumoral en ratones con tumores de mama cuando los ratones también recibían una dieta sin ácidos grasos.
Poulogiannis explica cómo los científicos sabían desde hacía tiempo que el error en la vía PIK3CA actuaba como un marcador de la falta de respuesta a ciertos inhibidores, «pero nadie entendía bien por qué». Ahora, con la ayuda del iKnife, esta investigación ha revelado que esta falta de respuesta podría deberse a la sobreproducción de ácido araquidónico.
La imagen completa
Mientras las fichas de dominó caían una por una, Poulogiannis y su equipo siguieron las pistas a lo largo de la vía PIK3CA para establecer conexiones entre la dieta, el metabolismo y el cáncer: «Creo que esto es uno de los primeros estudios, o tal vez incluso el primero, que muestra que la restricción de grasas en la dieta juega un papel importante en la respuesta a la terapia».
Ha sido un proyecto lleno de giros y vueltas inesperados, pero Poulogiannis está contento con el lugar donde terminaron descubriendo nuevas características de la biología del cáncer de mama y un uso nuevo y emocionante para el iKnife.
Aunque es pronto, Poulogiannis está entusiasmado con el potencial de estas técnicas para cambiar la forma en que buscamos conexiones novedosas en el metabolismo del cáncer y guiar cómo tratamos el cáncer en el futuro, que fue una parte clave de El proyecto Rosetta.
El equipo de Rosetta Cancer Grand Challenges, dirigido por la profesora Josephine Bunch, continúa mapeando diferentes tumores con un detalle sin precedentes para desarrollar nuevas formas de diagnosticar y tratar la enfermedad.
«En este estudio, realmente logramos capturar cómo el fenotipado metabólico, utilizando tecnología de alto rendimiento, realmente puede ayudarnos a explicar la biología y, en última instancia, identificar una nueva vulnerabilidad metabólica, una nueva forma de atacar estos tumores que fue en general, creo que uno de los principales objetivos de este Gran Desafío».
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La dependencia del cáncer de la grasa podría abordarse con un nuevo tratamiento de «medicamentos y dieta» Proporcionado por Cancer Research UK Cita: Búsqueda de conexiones novedosas en el metabolismo del cáncer (2020, 19 de junio ) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-cancer-metabolism.html Este documento está 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.