Las células de cáncer de mama reciclan el amoníaco, un subproducto residual del metabolismo celular, y lo usan como fuente de nitrógeno para estimular el crecimiento del tumor, informan científicos de la Facultad de Medicina de Harvard en la revista ciencia .
Los hallazgos, publicados en línea antes de la impresión el 12 de octubre, muestran que la presencia de amoníaco acelera la proliferación de células de cáncer de mama cultivadas, mientras que la supresión del metabolismo del amoníaco puede detener el crecimiento tumoral en ratones.
Los conocimientos arrojan luz sobre el papel biológico del amoníaco en el cáncer y pueden informar el diseño de nuevas estrategias terapéuticas para retrasar el crecimiento del tumor, dijeron los investigadores.
"Clásicamente, se pensaba que el amoníaco era un desecho metabólico que debe eliminarse debido a su alta toxicidad", dijo la autora principal del estudio Marcia Haigis, profesora asociada de biología celular en HMS. "Encontramos que no solo el amoníaco no era tóxico para los senoscélulas cancerosas, podría usarse para alimentar tumores al servir como fuente de los componentes básicos que los tumores necesitan para crecer ".
Las células que crecen rápidamente, en particular las células cancerosas, consumen nutrientes vorazmente y generan un exceso de desechos metabólicos. Uno de esos subproductos, el amoníaco, normalmente se transporta en los vasos sanguíneos al hígado, donde se convierte en sustancias menos tóxicas y se excreta del cuerpo como urea.Sin embargo, los tumores tienen pocos vasos sanguíneos y, como resultado, el amoníaco se acumula en el entorno local del tumor a concentraciones que serían tóxicas para muchas células.
Seguimiento del destino
Para investigar cómo los tumores hacen frente a altos niveles de amoníaco, Haigis y sus colegas utilizaron una técnica para etiquetar el nitrógeno en la glutamina. Cuando la glutamina se descompone durante el metabolismo celular, el amoniaco que contiene nitrógeno marcado se libera como un subproducto.
Rastreando el destino de este marcado amoníaco, los investigadores analizaron más de 200 metabolitos celulares diferentes en células de cáncer de mama y en tumores humanos trasplantados en ratones.
Encontraron que las células cancerosas reciclaron amoníaco con alta eficiencia, incorporándolo en numerosos componentes, principalmente el aminoácido glutamato, un componente fundamental para las proteínas, así como sus derivados. Alrededor del 20 por ciento del grupo de glutamato celular contenía nitrógeno reciclado.
Las concentraciones más altas de amoníaco parecían acelerar el crecimiento de las células de cáncer de seno cultivadas en laboratorio. Las células expuestas al amoníaco se duplicaron siete horas más rápido que las células cultivadas sin amoníaco. En cultivos 3-D, una técnica que permite que las células se dividan en todosinstrucciones como lo hacen dentro del cuerpo: la exposición al amoníaco aumentó el número de células y el área de superficie de los grupos de células hasta en un 50 por ciento en comparación con las células cultivadas sin amoníaco.
El amoníaco también aceleró el crecimiento y la proliferación de tumores en ratones con cáncer de mama humano trasplantado. Cuando el equipo bloqueó la actividad de la glutamato deshidrogenasa GDH, una enzima que asimila específicamente el amoníaco para llevar a cabo su función, el crecimiento del tumor se desaceleró significativamente en comparación contumores con actividad de GDH intacta.
"Descubrimos que reprimir el metabolismo del amoníaco frena el crecimiento tumoral en ratones", dijo Jessica Spinelli, una estudiante graduada en el laboratorio de Haigis y primera autora del estudio. "Por lo tanto, la inhibición de la asimilación de amoníaco o la producción de amoníaco pueden ser estrategias racionales para la terapiadiseño."
Los hallazgos del equipo indican que el papel biológico del amoníaco debería reevaluarse, sentando las bases para la investigación de nuevos enfoques para bloquear el crecimiento tumoral al privar a los tumores de nutrientes esenciales. Los investigadores ahora están explorando las implicaciones terapéuticas del metabolismo del amoníaco en el cáncer.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Medicina de Harvard . Original escrito por Kevin Jiang. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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