Revisión del dogma fundamental del metabolismo del cáncer
Crédito: CC0 Public Domain
Un nuevo artículo publicado en Nature Communications revela nuevos conocimientos sobre las adaptaciones realizadas por las células cancerosas para reconfigurar su metabolismo a fin de lograr el crecimiento y la supervivencia. Entre los descubrimientos se incluye un desafío a una característica bien conocida en el metabolismo del cáncer, lo que eleva la demanda de herramientas para estudiar el metabolismo de las células cancerosas a nivel casi unicelular.
En la década de 1920, Otto Warburg observó que las células cancerosas adaptan metabólicamente su ruta de glucosa de maneras inusuales. Normalmente, la glucosa, el principal nutriente necesario para que las células funcionen, se envía a las mitocondrias de las células para que se descomponga en energía, un proceso que requiere oxígeno. Sin embargo, las células cancerosas parecen aumentar rápidamente su absorción de glucosa y fermentarla directamente en lactato, incluso en presencia de oxígeno y mitocondrias funcionales. «Lo llamó glucólisis aeróbica, pero lo conocemos como el efecto Warburg», dice el autor Raul Mostoslavsky, MD, Ph.D., codirector científico del Mass General Cancer Center y profesor Laurel Schwartz de Oncología (Medicina) en Escuela Médica de Harvard. Durante casi 15 años, los investigadores han tratado de explicar por qué las células cancerosas hacen esto.
En este artículo, el equipo de Mostoslavsky estudió los tumores de cáncer de colon para obtener más información. Desarrollaron un reportero fluorescente que teñía solo un marcador de glucólisis en las células del tumor. Usando este reportero y un enfoque de imágenes de espectrometría de masas desarrollado por la colaboradora Nathalie Agar del Brigham and Women’s Hospital, los investigadores encontraron que no todas las células dentro de la célula de cáncer de colon dependían de la glucólisis de Warburg. “Descubrimos que esta adaptación metabólica no ocurre en todo el tumor, solo en un grupo heterogéneo que no se estaba dividiendo”, dice Mostoslavsky. Su equipo había publicado esta característica heterogénea en el carcinoma de células escamosas, pero esta es la primera vez que se muestra en el cáncer de colon y en células que no se dividen.
«Lo que realmente nos sorprendió es que cuando teñimos el células tumorales con un marcador de proliferación celular, eran mutuamente excluyentes», añade Mostoslavsky. Dentro de los cánceres de colon completamente transformados, las células que estaban realizando la glucosis de Warburg no se estaban dividiendo. «Esto desafía por completo el dogma del efecto Warburg», añade. Durante los últimos 10 a 15 años, la mayoría de los investigadores que trabajan en el metabolismo del cáncer han sostenido que las células cancerosas realizan la glucólisis de Warburg para enviar glucosa para la producción de biomasa o proliferación rápida. «En cambio, descubrimos que la razón principal por la que lo estaban haciendo era para reducir las especies reactivas de oxígeno, o ROS». Las especies reactivas de oxígeno dañan las células durante la descomposición de la glucosa y la producción de energía: «Las células realizan el metabolismo de Warburg para protegerse contra la acumulación de ROS».
Esta investigación demostró que, de hecho, la glucólisis de Warburg es real y funcional en las células cancerosas según sea necesario. adaptación. «Pero no es por la razón por la que solíamos pensar», dice Mostoslavsky. «Esto significa que debemos repensar cómo estamos estudiando el metabolismo del cáncer». Gran parte de los avances realizados en los últimos 10 años en el estudio del metabolismo del cáncer provienen del análisis de espectrometría de masas de la metabolómica, que requiere muchas células. El problema es la falta de medios para analizar la heterogeneidad celular. «Si la adaptación metabólica ocurre en algunas células cancerosas o no en otras, no se podrá determinar con las tecnologías actuales que existen», dice. «Ahora sabemos que la glucólisis de Warburg es una característica heterogénea que ocurre en los tumores, por lo que necesitamos desarrollar herramientas que nos permitan investigar los tumores de forma unicelular».
En este artículo, el equipo se basó en un nueva herramienta de imágenes de espectrometría de masas desarrollada para obtener datos con una resolución de casi una sola celda. Dice Mostoslavsky: «Está claro que el metabolismo del cáncer es muy heterogéneo, por lo que necesitaremos nuevas herramientas como esta para estudiar y definir estas características metabólicas en los tumores».
Explore más a fondo
Ávidas de glucosa: las células cancerosas dependen de una vía primaria de producción de energía para proliferar y propagarse Más información: Carlos Sebastian et al, Una población de células que no se dividen con alta La actividad de la piruvato deshidrogenasa quinasa regula la heterogeneidad metabólica y la tumorigénesis en el intestino, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29085-y Información del diario: Nature Communications
Proporcionado por el Hospital General de Massachusetts Cita: Revisión del dogma fundamental del metabolismo del cáncer (marzo de 2022 23) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-fundamental-cancer-metabolism-dogma-revisited.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.