Los científicos del Instituto de Investigación del Centro Médico Infantil de UT Southwestern CRI han identificado una nueva vía metabólica que ayuda a las células cancerosas a prosperar en condiciones que son letales para las células normales.
"Durante mucho tiempo se pensó que si pudiéramos apuntar a las rutas metabólicas específicas del tumor, podría conducir a formas efectivas de tratar el cáncer", dijo el autor principal, el Dr. Ralph DeBerardinis, Profesor Asociado de IRC y Pediatría, Director de Genética y Metabólica de IRCPrograma de Enfermedades y Jefe de la División de Genética y Metabolismo Pediátricos en UT Southwestern. "Este estudio encuentra que dos procesos metabólicos muy diferentes están vinculados de una manera que se requiere específicamente para que las células se adapten al estrés asociado con la progresión del cáncer".
El estudio, disponible en línea en la revista Naturaleza , revela que las células cancerosas usan una versión alternativa de dos rutas metabólicas bien conocidas llamadas ruta de la pentosa fosfato PPP y el ciclo de Krebs para defenderse de las toxinas. Las toxinas son especies reactivas de oxígeno ROS que matan las células a través del estrés oxidativo.
Este trabajo se basa en estudios anteriores del laboratorio del Dr. DeBerardinis que descubrieron que el ciclo de Krebs, una serie de reacciones químicas que las células usan para generar energía, podría revertirse en ciertas condiciones para nutrir las células cancerosas.
El Dr. DeBerardinis dijo que la mayoría de las células normales y las células tumorales crecen al unirse al tejido rico en nutrientes llamado matriz. "Dependen de la unión de la matriz para recibir señales que promueven el crecimiento y para regular su metabolismo de una manera que apoye el crecimiento celular,"La proliferación y la supervivencia", dijo. El desprendimiento de la matriz da como resultado un aumento repentino de ROS que es letal para las células normales, agregó. Las células cancerosas parecen tener una solución alternativa.
La destrucción de células sanas cuando se separó de la matriz se informó en un hito de 2009 Naturaleza estudio realizado por la bióloga celular de la Facultad de Medicina de Harvard, Dra. Joan Brugge. Curiosamente, ese mismo estudio descubrió que la inserción de un oncogén, un gen con el potencial de causar cáncer, en una célula normal hace que se comporte como una célula cancerosa y sobrevivadestacamento, dijo el Dr. DeBerardinis, quien también está afiliado al Centro Eugene McDermott para el Crecimiento y Desarrollo Humano, ocupa el Joel B. Steinberg, MD Presidente en Pediatría, y es un Académico de la Familia Sowell en Investigación Médica en UT Southwestern.
"Otro Naturaleza estudio, este del laboratorio del director del CRI, Dr. Sean Morrison, en noviembre de 2015, descubrió que las células de cáncer de piel raras que podían desprenderse del tumor primario y metastatizar con éxito a otras partes del cuerpo tenían la capacidad de mantener los niveles de ROSde llegar peligrosamente alto ", dijo el Dr. DeBerardinis. El Dr. Morrison, también académico de CPRIT en investigación del cáncer e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, ocupa la cátedra Mary McDermott Cook en Pediatrics Genetics en UT Southwestern.
Trabajando bajo la premisa de que los dos hallazgos eran piezas del mismo rompecabezas, parecía faltar una parte crucial de la imagen, dijo.
Se sabía durante décadas que el PPP era una fuente importante de NADPH, que proporciona una fuente de equivalentes reductores es decir, electrones para eliminar ROS; sin embargo, el PPP produce NADPH en una parte de la célula llamada citosol,mientras que las especies reactivas de oxígeno se generan principalmente en otra estructura subcelular llamada mitocondrias.
"Si piensas en ROS como fuego, entonces NADPH es como el agua utilizada por las células cancerosas para apagar las llamas", dijo el Dr. DeBerardinis. Pero, ¿cómo podría NADPH del PPP ayudar a lidiar con el estrés de ROS producido en forma completamentediferente parte de la célula? "Lo que hicimos fue descubrir cómo sucede esto", dijo el Dr. DeBerardinis.
El estudio actual en Naturaleza demuestra que las células cancerosas usan un sistema "piggybacking" para transportar equivalentes reductores del PPP a las mitocondrias. Este movimiento implica una reacción inusual en el citosol que transfiere equivalentes reductores de NADPH a una molécula llamada citrato, similar a una reacción inversa deDijo que el ciclo de Krebs. El citrato luego ingresa a las mitocondrias y estimula otra vía que resulta en la liberación de equivalentes reductores para producir NADPH justo en la ubicación de la creación de ROS, permitiendo que las células cancerosas sobrevivan y crezcan sin el beneficio de la unión de la matriz.
"Sabíamos que tanto el ciclo PPP como el ciclo de Krebs proporcionan beneficios metabólicos a las células cancerosas. Pero no teníamos idea de que estaban vinculadas de esta manera inusual", dijo. "Sorprendentemente, las células normales no pudieron transportar NADPH por este mecanismo"., y murió como resultado de los altos niveles de ROS ".
El Dr. DeBerardinis hizo hincapié en que los hallazgos se basaron en modelos celulares cultivados, y será necesaria más investigación para evaluar el papel de la vía en los organismos vivos. "Estamos particularmente entusiasmados de probar si esta vía es necesaria para la metástasis, porque el cáncerlas células necesitan sobrevivir en un estado separado de la matriz en la circulación para hacer metástasis ", dijo.
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Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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