Los investigadores identifican una vía metabólica del cáncer que podría ser un objetivo valioso para la terapia
Crédito: CC0 Public Domain
Combatir el cáncer a menudo significa emplear un conjunto de técnicas para atacar el tumor y evitar que crezca y se propague a otras partes del cuerpo. cuerpo. No es poca cosa: la Sociedad Estadounidense del Cáncer predice aproximadamente 1,8 millones de nuevos casos de cáncer en el país en 2020, lo que subraya la necesidad de identificar formas adicionales de burlar a las células fugitivas.
Los investigadores de la UC Santa Bárbara pueden haber agregado a ese arsenal al ayudar a identificar un mecanismo celular que, si se inhibe, podría permitir la interrupción de la señal para proliferar, así como la inanición de las células malignas y su eventual muerte. Su investigación se publica en la revista Science Signaling.
«Este enfoque en particular es único en el sentido de que se dirige al metabolismo mitocondrial», dijo el profesor de química orgánica y coautor del artículo, Armen Zakarian, cuyo laboratorio observa la naturaleza. para guiar las moléculas que sintetizan. Aunque las estrategias continúan diversificándose, la quimioterapia contra el cáncer generalmente funciona al dañar los genes de las células, lo que las hace incapaces de replicarse con éxito. Centrarse en la capacidad de las células cancerosas para acceder a la energía y las moléculas biológicas que necesitan para llevar a cabo sus funciones es una táctica relativamente nueva y objeto de una intensa investigación, según Zakarian.
El caballo de batalla molecular de este El proyecto se deriva de esponjas marinas Xestospongin B (XeB), aisladas de Xestospongia exigua. Aislada por primera vez hace años por el coautor del estudio Jordi Molg, dijo Zakarian, los investigadores, incluido César Cárdenas, autor principal de este artículo, descubrieron posteriormente que la molécula tiene efectos inhibidores sobre los receptores de trifosfato de inositol (IP3) que se encuentran en el retículo endoplásmico (ER ). El RE es un orgánulo celular que realiza varias funciones, incluido el transporte y almacenamiento de moléculas, y la síntesis de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Además de los nombramientos docentes en la Universidad Mayor y en el Centro de Gerociencia para la Salud Cerebral y el Metabolismo en Chile, Cárdenas ocupa un puesto adjunto en el Departamento de Química y Bioquímica de la UCSB.
Pero, el suministro de la molécula XeB había bajado La producción de la esponja marina no está garantizada, por lo que los intentos de volver a aislar la molécula se estaban quedando cortos.
«Ahí es donde entramos», dijo Zakarian sobre la colaboración detrás de este artículo. Como resultado del acceso sintético que brindó su laboratorio, los investigadores determinaron que al usar XeB para bloquear la activación de los receptores IP3, pudieron prevenir el posterior transporte de iones de calcio desde la sala de emergencias a la señal de las mitocondrias que inicia procesos en las mitocondrias que producen energía química (ATP) y los intermediarios metabólicos necesarios para la supervivencia celular.
«No hay calcio en las mitocondrias y afecta la bioenergética y, quizás lo que es más importante, el metabolismo celular», dijo Zakarian. En particular, las mitocondrias no logran proceder con un metabolismo modificado favorecido por las células cancerosas que resulta en el efecto Warburg que, además de generar ATP, resulta en una conversión altamente eficiente de nutrientes en biomasa (crecimiento tumoral). También se descubrió que las células cancerosas son particularmente sensibles a la toxicidad causada por la interrupción de XeB, mientras que las células sanas permanecieron viables.
El transporte de iones de calcio del RE a la mitocondria también es esencial para el proceso oxidativo más típico y mejor estudiado. fosforilación tipo de metabolismo que las células normales y algunas cancerosas utilizan para obtener energía. La inhibición de los receptores de trifosfato de inositol y la reducción de la captación de iones de calcio reduce el ATP en este escenario, y la inhibición prolongada, según los investigadores, «genera una crisis bioenergética que resulta en >70 % de muerte celular» en las células tumorigénicas de mama y próstata que se metabolizan a través de la fosforilación oxidativa.
Si bien la crisis bioenergética también la experimentarían las células no cancerosas expuestas a XeB o a un inhibidor similar, los requisitos energéticos de las células cancerosas las vuelven más vulnerables.
«Debido a que las células cancerosas tienen todas estas demandas de alta energía, así como una mayor demanda de intermediarios metabólicos para mantener la replicación, básicamente comienza el proceso que conduce a la muerte celular», dijo Zakarian. «Las células normales podrían sobrevivir al período de estrés energético y recuperarse».
El hallazgo de que el flujo de calcio del RE a la mitocondria es fundamental para múltiples vías metabólicas del cáncer sugiere que este mecanismo podría ser un objetivo importante para el cáncer futuro terapias, y potencialmente algunos subtipos que son resistentes a las quimioterapias actuales. La investigación aún está en curso.
«Vamos a continuar obteniendo datos en este momento sobre los efectos de la xestospongina en las células cancerosas y también en la neurodegeneración», dijo Zakarian, cuyo laboratorio está estudiando cómo escalar aumentar la producción de XeB. «Los objetivos a largo plazo podrían ser desarrollar algún tipo de terapia».
Explore más
El bloqueo de la transferencia de calcio a la central eléctrica de las células elimina selectivamente las células cancerosas Más información: Cesar Cardenas et al, Las células cancerosas con fosforilación oxidativa defectuosa requieren transferencia de Ca2+ del retículo endoplásmico a la mitocondria para sobrevivir, Ciencia Señalización (2020). DOI: 10.1126/scisignal.aay1212 Información de la revista: Science Signaling
Proporcionado por la Universidad de California – Santa Bárbara Cita: Investigadores identifican una vía metabólica del cáncer que podría ser un valioso objetivo para la terapia (21 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-cancer-metabolic-pathway-valuable-therapy.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.