Un golpe de azúcar para ayudar a destruir las células cancerosas
El equipo de investigación descubrió que las células cancerosas de tipo akt, que son comunes en el cáncer de mama, pueden ser eliminadas por un azúcar común de la leche, la galactosa. Crédito: Wikimedia Commons
Al igual que cualquier célula del cuerpo, las células cancerosas necesitan azúcar, es decir, glucosa, para alimentar la proliferación y el crecimiento de las células. Las células cancerosas en particular metabolizan la glucosa a un ritmo mucho mayor que las células normales. Sin embargo, los investigadores del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales de la Familia Mork de la USC Viterbi han descubierto una debilidad en un tipo común de célula cancerosa: la inflexibilidad del azúcar. Es decir, cuando las células cancerosas se exponen a un tipo diferente de azúcargalactosa, las células no pueden adaptarse y morirán.
El descubrimiento, que podría tener implicaciones importantes para nuevos tratamientos metabólicos para el cáncer, fue dirigido por Dongqing Zheng, Ph.D. estudiante en el laboratorio de Nicholas Graham, profesor asistente de ingeniería química y ciencia de los materiales. La investigación se publicó recientemente en el Journal of Cell Science.
El artículo describe cómo los oncogenes, los genes que causan el cáncer, también pueden hacer que las células cancerosas se vuelvan inflexibles a los cambios en su suministro de azúcar. Normalmente, las células crecen al metabolizar la glucosa, pero la mayoría de las células normales también pueden crecer usando galactosa. Sin embargo, el equipo descubrió que las células que poseen un gen común causante de cáncer llamado AKT no pueden procesar la galactosa y, por lo tanto, mueren cuando se exponen a este tipo de azúcar.
Zheng dijo que la galactosa es estructuralmente similar a la glucosa. que ayuda a las células cancerosas a prosperar, pero que tiene algunas diferencias. Graham dijo que exponer las células a la galactosa las obliga a realizar un metabolismo más oxidativo, donde el oxígeno se usa para convertir los azúcares en energía, a diferencia del metabolismo glucolítico, donde la energía se deriva de la glucosa. Las células normales pueden metabolizar tanto la glucosa como la galactosa, pero las células cancerosas que tienen una vía de señalización de AKT activada, que se encuentra comúnmente en las células de cáncer de mama, no pueden.
«No habíamos visto investigaciones que analizaran la galactosa en un contexto de cáncer , para ver si mutaciones específicas pueden hacer que las células del cáncer sean mejores o peores en el manejo de ese cambio entre el metabolismo glucolítico y oxidativo», dijo Graham.
Zheng dijo que el descubrimiento no significaba que la galactosa en sí sería un tratamiento eficaz para las células cancerosas de tipo AKT, pero que descubrió un defecto fundamental en estas células, donde el estado oxidativo conduce a la muerte celular.
«Lo que estamos tratando de hacer es usar un enfoque de sistemas para comprender esto, de modo que podamos usar algún tipo de fármaco dirigido o terapia génica que pueda inducir un efecto similar y forzar a la célula a este estado oxidativo», dijo Zheng.
«La galactosa es un sistema modelo que estamos usando para descubrir estas vulnerabilidades en las celdas que luego conducirían a futu sobre el desarrollo de fármacos», dijo Graham. «Nuestro laboratorio se centrará en tratar de usar medicamentos específicamente para hacer eso».
Los hallazgos del equipo también mostraron que, si bien el proceso oxidativo provocado por la galactosa resultó en la muerte celular en las células cancerosas de tipo AKT, cuando las células recibieron una mutación genética diferente, MYC, la galactosa no destruyó las células.
«Entonces, si tuviera un medicamento que pudiera inhibir la glucólisis, se lo daría a un paciente que tuviera una mutación AKT «, dijo Graham. «Pero no se lo daría a un paciente que tuviera una mutación MYC, porque teóricamente no funcionaría para esas células MYC».
Los investigadores también descubrieron después de unos 15 días en galactosa, algo de cáncer las células comenzaron a reaparecer.
«Tal vez hay una pequeña subpoblación que es resistente a la galactosa», dijo Zheng. «La otra posibilidad es que algunas células cancerosas sean muy resistentes y se adapten y reprogramen después de dos semanas expuestas al tratamiento con galactosa».
El enfoque de la biología de sistemas para el tratamiento del cáncer es diferente a los tratamientos tradicionales como la quimioterapia y la radioterapia ya que se dirige a los procesos metabólicos en las células cancerosas. Su objetivo es identificar medicamentos sin muchos de los efectos secundarios de las quimioterapias tradicionales que también matan las células sanas, lo que provoca efectos adversos como la caída del cabello. Sin embargo, cierto resurgimiento es común en muchos tratamientos metabólicos dirigidos para el cáncer, que demuestran fuertes resultados iniciales antes de una recurrencia parcial de las células. Graham dijo que los tumores AKT se pueden atacar potencialmente mediante un tratamiento metabólico como este, para reducir inicialmente el tamaño del tumor, pero que el tratamiento debería ir acompañado de otro tratamiento en un cóctel de medicamentos para prevenir la recurrencia y proteger contra las células cancerosas que mutan y adaptándose.
Zheng y Graham dijeron que la investigación más reciente no habría sido posible sin el trabajo de los estudiantes universitarios Jonathan Sussman (ingeniería biomédica) y Matthew Jeon (ingeniería química y ciencia de los materiales), quienes ayudaron con las tareas de conteo de células y proteómica, el estudio de las proteínas involucradas en el metabolismo de las células cancerosas.
Graham dijo que en el futuro, el mayor desafío del equipo es descubrir qué tipos de tratamientos combinados aplicar para probar en células cancerosas con el AKT gen, para conducir a terapias más efectivas.
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Una nueva arma potencial contra los cánceres mortales de cerebro y tejidos blandos Más información: Dongqing Zheng et al, AKT, pero no MYC, promueve la muerte celular mediada por especies reactivas de oxígeno en cultivos oxidativos , Revista de ciencia celular (2020). DOI: 10.1242/jcs.239277 Información de la revista: Journal of Cell Science
Proporcionado por la Universidad del Sur de California Cita: Un golpe de azúcar para ayudar a destruir las células cancerosas (2020 , 17 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-sugar-cancer-cells.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.