AHace aproximadamente un siglo, Otto Warburg, un fisiólogo alemán, demostró que las células tumorales consumen más glucosa en comparación con las células sanas para estimular su proliferación.1 Este fenómeno subyace a una diagnóstico por imágenes técnica para detectar cáncer, donde los médicos inyectan glucosa radiactiva y rastrean su consumo hasta las células tumorales.2
Desde entonces, los investigadores han descubierto que otro azúcar, fructosapromueve el crecimiento de tumores, pero el mecanismo no está claro.3 La fructosa y la glucosa tienen la misma fórmula química, pero diferente disposición de los átomos. “Dado el papel que desempeña la glucosa en el metabolismo del cáncer y cómo se utiliza como combustible tan importante, estábamos muy interesados en cómo la fructosa podría desempeñar un papel similar”, dijo Gary Pattybioquímico y biólogo de sistemas de la Universidad de Washington en St. Louis.
Ahora, en un nuevo estudio, Patti y su equipo descubrieron que La fructosa promueve el crecimiento tumoral indirectamente.: El hígado descompone la fructosa en nutrientes que las células tumorales absorben para impulsar su proliferación.4 El estudio, publicado en Naturalezadestaca la compleja interacción metabólica entre las células cancerosas y los tejidos sanos, lo que proporciona posibles dianas terapéuticas contra el cáncer.
como el intestino delgado e hígado metabolizar la mayor parte de la fructosa de la dieta, el equipo investigó el efecto de este azúcar en tumores fuera de estos tejidos.5 Expusieron ratones que tenían tumores de cáncer de mama, de cuello uterino o de piel a una solución de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, una forma de fructosa que la gente consume comúnmente. Los tumores en ratones expuestos a la fructosa crecieron más rápido en comparación con los de ratones con una dieta sin azúcar.
Para comprender cómo la fructosa mejora el crecimiento tumoral, los investigadores cultivaron varios tipos de células cancerosas en placas de laboratorio. Cultivaron estas células con fructosa que tenía un isótopo pesado de carbono que se incorpora a los metabolitos. Cuando rastrearon el carbono marcado para mapear el destino del azúcar, los investigadores descubrieron que las células metabolizaban muy poca fructosa.
Este resultado fue “totalmente sorprendente”, dijo Patti, quien esperaba que las células cancerosas absorbieran y descompusieran la fructosa para alimentarse. El equipo se preguntó si la ausencia o la baja actividad de las enzimas metabolizadoras de la fructosa era responsable de una degradación insignificante del azúcar. Efectivamente, los ensayos bioquímicos revelaron que las células cancerosas cultivadas carecían de las enzimas cetohexoquinasa-c y aldolasa-b necesarias para procesar la fructosa.
Basándose en estos datos, Patti planteó la hipótesis de que los tejidos que expresan las enzimas, como el hígado, descomponen la fructosa y la convierten en combustible para las células cancerosas. Al cultivar células hepáticas sanas con azúcar etiquetado, el equipo pudo rastrear su absorción en las células.
A continuación, el equipo quería determinar si las células del hígado descomponen la fructosa en moléculas que las células cancerosas de otras partes del cuerpo podrían utilizar. Los investigadores cultivaron células hepáticas sanas y células de cáncer de cuello uterino en una placa separada por una membrana. En comparación con las células cancerosas cultivadas sin células hepáticas, las cocultivadas con células hepáticas proliferaron mucho más rápido en presencia de fructosa. La proliferación en células cocultivadas se redujo con el tratamiento con un inhibidor de la cetohexoquinasa, lo que indica que el metabolismo de la fructosa en las células del hígado favorece el crecimiento de las células cancerosas.
Cuando los investigadores perfilaron los metabolitos secretados por las células del hígado y los absorbidos por las células cancerosas, descubrieron que las células cancerosas absorben lípidos, específicamente lisofosfatidilcolinas (LPC), secretadas por las células del hígado.
A continuación, los investigadores investigaron si la fructosa en la dieta aumentaba las LPC in vivo. Al comparar los perfiles de lípidos circulantes en el suero de ratones con dietas sin azúcar y ricas en fructosa, observaron niveles elevados de LPC en el último grupo.
Exponer ratones a fructosa marcada y rastrearla hasta las LPC en sus sueros ayudó a Patti y su equipo a confirmar que las LPC séricas elevadas se originaban a partir de la fructosa de la dieta. El seguimiento del destino de las LPC marcadas ayudó a los investigadores a comprender cómo las procesaban las células tumorales. Descubrieron que las fosfatidilcolinas (PC), componentes clave de las membranas celulares, en las células tumorales contenían carbono marcado, lo que indica que los tumores convierten las LPC en PC.
“Creo [this study is] en realidad está muy bien pensado y es muy interesante”, dijo Kayvan Kesharibioquímico y bioingeniero del Memorial Sloan Kettering Cancer Center, que no participó en el estudio. “[These results] “Sugieren un mecanismo muy interesante sobre cómo los tumores in vivo pueden utilizar los nutrientes provenientes del huésped”, dijo.
Sin embargo, los resultados no le sorprendieron especialmente, porque los investigadores demuestran cada vez más que otras células convierten los nutrientes en moléculas utilizables para las células cancerosas. Los próximos pasos deberían ser ver si el mismo mecanismo ocurre en los humanos, añadió.
“Necesitamos datos adicionales y experimentos adicionales en humanos para validar [the results]”, asintió Patti. Pero este es un primer paso importante, porque este estudio muestra que apuntar al metabolismo en tejidos sanos podría limitar la progresión del tumor, añadió. “Eso abre muchas ventanas terapéuticas potenciales”.