Investigadores identifican cómo las células cancerosas se adaptan para sobrevivir en microambientes tumorales hostiles

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Las células necesitan energía para sobrevivir y prosperar. Generalmente, si hay oxígeno disponible, las células oxidarán la glucosa a dióxido de carbono, que es muy eficiente, como quemar gasolina en su automóvil. Sin embargo, incluso en presencia de oxígeno adecuado, muchas células malignas optan por fermentar la glucosa en ácido láctico, que es un proceso mucho menos eficiente. Esta adaptación metabólica se conoce como el Efecto Warburg, ya que Otto Warburg lo describió por primera vez hace casi un siglo. Desde entonces, las condiciones que seleccionarían evolutivamente para que las células exhibieran un efecto Warburg han estado en debate, ya que es mucho menos eficiente y produce productos de desecho tóxicos.

«El efecto Warburg se malinterpreta porque no tiene sentido que una célula fermente la glucosa cuando podría obtener mucha más energía al oxidarla. Nuestro estudio actual va al corazón de este problema al definir las condiciones microambientales que existen en cánceres tempranos que seleccionarían un fenotipo de Warburg. Esto es importante porque esas células son mucho más agresivas y es probable que conduzcan a cánceres que son letales», dijo Mehdi Damaghi, Ph.D., primer autor del estudio y científico investigador en Cancer Departamento de Fisiología del Moffitt Cancer Center.

Para comprender mejor las condiciones que seleccionan el efecto Warburg y los mecanismos mediante los cuales las células pueden expresar esta adaptación metabólica, los investigadores de Moffitt sometieron células no malignas al duro microambiente tumoral que está presente durante carcinogénesis temprana, conocida como carcinoma ductal in situ (DCIS). DCIS es un crecimiento descontrolado de células dentro de los conductos mamarios. Es la etapa más temprana en la que se puede diagnosticar el cáncer de mama. Aunque se considera no invasivo, puede provocar cáncer invasivo en una fracción de los casos. En un nuevo artículo de investigación publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, el equipo de Moffitt muestra que estas condiciones seleccionan a las células para que expresen un efecto Warburg.

Los investigadores plantearon la hipótesis de que la compleja interacción de factores en el El microambiente tumoral severo dentro del DCIS, como bajos nutrientes, poco oxígeno y alta acidez, puede hacer que las células premalignas expresen un fenotipo de Warburg para sobrevivir y prosperar en estas condiciones hostiles. Para probar su teoría, el equipo de investigación sometió células de cáncer de mama con bajo contenido glucolítico a estas diferentes presiones de selección del microambiente (bajo oxígeno, alta acidez, bajo nivel de glucosa e inanición) durante 12 a 18 meses. Después de esta selección, se aislaron clones individuales de las células cancerosas y se caracterizaron por sus perfiles metabólicos y transcriptómicos.

Sus resultados indican que las malas condiciones metabólicas en el microambiente tumoral del CDIS llevan a estas células premalignas a seleccionar para un fenotipo de Warburg a través de la reprogramación transcripcional. En particular, los investigadores encontraron que la activación y estabilización del factor de transcripción, KLF4, permitió que las células cancerosas se adaptaran a un fenotipo que puede sobrevivir en un entorno hostil. «Aunque KLF4 es claramente responsable de este fenotipo en este sistema en particular, esperamos que diferentes linajes celulares propongan sus propios enfoques para resolver esta necesidad de adaptación metabólica. A esto lo llamamos ‘equivalencia funcional'», dijo Robert Gillies, Ph. D., autor principal y presidente del Departamento de Fisiología del Cáncer. «Hemos demostrado claramente que este fenotipo es seleccionado por las duras condiciones microambientales».

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Codiciosos de glucosa: las células cancerosas dependen de una vía primaria de producción de energía para proliferar y propagarse Más información: Mehdi Damaghi et al, The hard microenvironment in early breast cancer selects para un fenotipo de Warburg, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2011342118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por H. Lee Moffitt Cancer Center & Research Institute Cita: Los investigadores identifican cómo las células cancerosas se adaptan para sobrevivir en microambientes tumorales duros (2021, 19 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-cancer-cells-survive-harsh-tumor.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.