La proteína mitocondrial estimula la propagación del cáncer de cabeza y cuello
ARRIBA: Ilustración de una mitocondria que produce combustible molecular ISTOCK.COM, SELVANEGRA
Dentro de las mitocondrias, proteínas especializadas trabajan juntas para producir energía. La mayoría de las células eucariotas viven de esta energía, incluidas las células cancerosas, según han descubierto los investigadores. En un estudio del 29 de junio publicado en Nature, un equipo de científicos concluye que las células cancerosas de cabeza y cuello impulsan su viaje para colonizar nuevas ubicaciones en todo el cuerpo con energía derivada de la modificación de una proteína mitocondrial clave llamada NSUN3. Los investigadores dicen que NSUN3 es fundamental para generar energía en las mitocondrias y que la ausencia de proteínas confina a las células cancerosas a sus tumores primarios.
Antes de ahora, se sabía que las células cancerosas se desarrollaban con la energía producido a través de la glucólisis, a pesar de que la glucólisis es una forma ineficiente de producir energía. En este estudio, los investigadores encontraron que las células en un tumor primario solo se inclinan hacia la glucólisis como respaldo cuando hay escasez de proteína NSUN3 en las mitocondrias, y al hacerlo inhibe la metástasis.
Cuando el investigador postdoctoral Sylvain Delauney llegó al Centro Alemán de Investigación del Cáncer hace cinco años, se asoció con otros investigadores en el laboratorio de Michaela Frye para investigar el vínculo entre NSUN3 y el cáncer oral. Primero, los investigadores secuenciaron ARNt codificados mitocondriales para identificar modificaciones que ayuden a la producción de energía. Descubrieron que el ARNt m5C y su derivado f5C mostraban el nivel más alto de modificación tanto en células normales como cancerosas en comparación con otros modificadores.
Las modificaciones del ARNt ayudan a la síntesis de proteínas en las mitocondrias y , dado que NSUN3 facilita la formación de m5C y f5C, su ausencia afectó directamente a ambas modificaciones, lo que resultó en una reducción de la producción de energía. Sabiendo esto, Delaunay y su equipo se propusieron investigar qué sucede en las mitocondrias en ausencia de modificaciones de m5C y f5C.
Los investigadores agotaron la proteína NSUN3 de cuatro líneas celulares de carcinoma oral humano y los inyectó en ratones. Descubrieron que la aparición del cáncer y su crecimiento estaban completamente bien, independientemente de la presencia de NSUN3. El tamaño del tumor era el mismo, le dice Delaunay a The Scientist. Pero una vez que observamos la metástasis, pudimos ver que había mucha menos metástasis si se inactivaba NSUN3. Y así comenzamos a profundizar en esto.
Fue cuando el equipo cuantificó la cantidad de tumores que expresaban o carecían de NSUN3, luego midieron la permeabilidad de las membranas de las mitocondrias a las células iniciadoras de metástasis en carcinoma oral que se materializó el vínculo entre NSUN3 y el cáncer oral. Los investigadores encontraron que la eliminación de NSUN3 de las mitocondrias redujo la cantidad de células iniciadoras de metástasis en dos tercios. Finalmente descubrimos que al eliminar NSUN3 podíamos prevenir el desarrollo de metástasis al detener la producción de energía proveniente de las mitocondrias, dice Delaunay.
Eso es algo bastante nuevo que, por lo general, no verá a menos que profundice tanto en la búsqueda de evidencia a ese nivel, dice Marcos López, profesor de química en la Universidad de Puerto Rico que investiga el papel de las mitocondrias en el cáncer, pero no participó en el estudio.
Delaunay dice que el conocimiento de cómo el cáncer de cabeza y cuello hace metástasis podría ayudar a diseñar los medios para confinar las células cancerosas a los tumores primarios y, por lo tanto, hacerlos más tratables. Comprender mejor cómo funciona todo el mecanismo es muy importante, porque entonces podemos apuntar a algunas cosas para contener el tumor primario y mantenerlo en el sitio primario para evitar la diseminación, dice. Él y su equipo comenzaron a explorar esto en el estudio actual, tras reutilizar un antibiótico que ya está en el mercado para prevenir la metástasis en ratones al suprimir la generación de energía en las mitocondrias.
Ver Nueva comprensión de la metástasis podría conducir a mejores tratamientos
López describe el estudio como un cambio de juego que podría conducir a un nuevo objetivo para el tratamiento para prevenir la metástasis. Pero aún no está claro si el hallazgo se aplicará a otros tipos de cáncer, agrega: metabólicamente, todos los demás tipos de cáncer tienen sus propias cosas, por lo que debemos ver si esta plasticidad metabólica que muestran en estos tipos de cáncer se traduce a otros tipos de cáncer.
Corrección (11 de julio): este artículo declaró anteriormente que se pensaba que la glucólisis impulsaba el crecimiento y la propagación del cáncer, lo cual era inexacto. Originalmente, también se equivocó de dónde los investigadores adquirieron algunas de sus líneas celulares de carcinoma oral humano. El Científico lamenta los errores.