Cáncer: uso del metabolismo celular para combatir tumores rebeldes
Una mejor comprensión del metabolismo en las células tumorales que evaden los medicamentos podría mejorar los tratamientos contra el cáncer, según una nueva investigación de la Universidad de Cincinnati en Ohio.
Algunos tumores son difíciles de tratar porque, si bien al principio responden a los medicamentos contra el cáncer, algunas células pueden sobrevivir y sembrar nuevos tumores.
Las células supervivientes hacen esto aumentando un proceso de "auto alimentación" a través del cual eliminan los desechos, eliminan los componentes defectuosos y los patógenos y reciclan los bloques de construcción moleculares esenciales.
El proceso, conocido como autofagia, lleva los desechos a los compartimentos celulares llamados lisosomas. Estos contienen diferentes tipos de enzimas para digerir y descomponer los diversos materiales.
La autofagia es también un mecanismo de supervivencia que se enciende cuando los nutrientes son escasos y se apaga nuevamente cuando los nutrientes son abundantes.
“Descubrimos que el metabolismo celular influye significativamente en la capacidad para comenzar la autofagia”, dice la investigadora principal Carol Mercer, profesora asociada de la División de Hematología y Oncología de la Universidad de Cincinnati en Ohio.
Ella y sus colegas informan sobre sus hallazgos, que revelan "la regulación dinámica y metabólica de la autofagia", en un artículo que ahora se publica en la revista. Informes de celda.
Control de la autofagia
Dos tipos de autofagia de control enzimático en las células: uno es la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) y el otro es el objetivo de la rapamicina en mamíferos (mTOR).
Los tratamientos para algunos cánceres ya utilizan medicamentos que activan la AMPK o se dirigen a mTOR, y también se están investigando para su uso en otros tratamientos contra el cáncer.
Por estas razones, explica Mercer, es "importante comprender cómo afectan esta vía de supervivencia de las células tumorales".
Cada célula contiene pequeñas potencias llamadas mitocondrias que producen energía para las células. La producción de energía en las mitocondrias ocurre en varias etapas, cada una de las cuales involucra un complejo de proteínas. La primera etapa utiliza uno llamado complejo mitocondrial I.
Las personas que tienen deficiencia del complejo I pueden desarrollar varios problemas de salud, incluidos algunos que afectan el corazón, el hígado, el cerebro y los nervios.
Mercer y sus colegas demostraron que el complejo mitocondrial I también juega un papel clave en desencadenar y aumentar la autofagia y regular su duración.
Prevenir y promover la autofagia
Los científicos descubrieron que las fallas genéticas en el complejo mitocondrial I impedían la autofagia desencadenada por los inhibidores de mTOR. También mostraron cómo dos medicamentos antidiabéticos, fenformina y metformina, tenían el mismo efecto.
Por el contrario, fue posible aumentar la autofagia utilizando métodos "que aumentaron el metabolismo mitocondrial", señalan los autores.
En general, el estudio revela nuevos conocimientos sobre el papel dinámico del metabolismo celular en la autofagia y sugiere, según Mercer, "nuevas estrategias terapéuticas para el cáncer, enfermedades neurodegenerativas y mitocondriales".
La mayor parte del trabajo para descubrir cómo afecta el metabolismo a la autofagia y cómo usarlo para aumentar o disminuir el proceso se realizó utilizando células cultivadas.
Se basa en trabajos anteriores de un miembro del equipo, que descubrió que, si bien la inhibición de mTOR podría tratar el cáncer de hígado, también aumentaba la autofagia.
"Nuestros datos demuestran la importancia del metabolismo en la regulación de la autofagia, aumentan nuestra comprensión de los fármacos clínicamente relevantes que son importantes para el cáncer y sugieren nuevas estrategias para aumentar o inhibir la autofagia".
Carol Mercer
