Los científicos han descubierto cómo los cánceres de sangre secuestran una sorprendente fuente de nutrientes desde su entorno para alimentar su crecimiento. Nueva investigación Publicado en la naturaleza revela que las leucemias agresivas dependen de la taurina, un aminoácido que contiene azufre comúnmente encontrado en bebidas energéticas, entregadas de células óseas especializadas en su entorno. Este mecanismo previamente desconocido de soporte de cáncer podría conducir a nuevas estrategias de tratamiento para cánceres de sangre difíciles de tratar.
El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Rochester, proporciona la primera evidencia de que la taurina producida por las células de la médula ósea actúa como una línea de vida crítica para las células madre de leucemia, las células cancerosas raras que impulsan la progresión de la enfermedad y resisten los tratamientos convencionales. Al bloquear esta línea de suministro de taurina, los científicos pudieron afectar significativamente el crecimiento de la leucemia en los modelos de laboratorio.
Pero, ¿cómo se enreda un aminoácido mejor como un ingrediente de bebida energética en el desarrollo del cáncer? ¿Y qué podría significar esto para los pacientes con cánceres de sangre resistentes al tratamiento?
Mapeo de la relación de cáncer con su entorno
Los cánceres de sangre como la leucemia mieloide aguda (AML) crecen dentro de la médula ósea, donde interactúan con varias células de apoyo que constituyen su microambiente. El equipo de investigación utilizó técnicas sofisticadas de análisis de un solo células para mapear cómo estas células de apoyo cambian con el tiempo a medida que avanza la leucemia.
“Si bien estudios anteriores han descrito la composición celular del nicho normal de la médula ósea, sus alteraciones dinámicas durante la progresión de la leucemia siguen sin defenderse”, explican los investigadores en su estudio.
Su análisis reveló una remodelación significativa del entorno de la médula ósea a medida que se desarrolla la leucemia, con aumentos notables en las células del estroma mesenquimatoso (MSC) y las células óseas inmaduras, junto con las disminuciones en ciertas células de los vasos sanguíneos. Estas poblaciones celulares cambiantes producen diferentes señales que pueden promover o inhibir el crecimiento del cáncer.
La producción de taurina aumenta durante la progresión del cáncer
Entre los hallazgos más significativos fue que las MSC de la médula ósea y las células óseas en desarrollo aumentan su producción de taurina a medida que avanza la leucemia. Los investigadores identificaron una enzima llamada cisteína dioxigenasa tipo 1 (CDO1), que es crucial para la síntesis de taurina, como se expresa altamente en estas células óseas.
El equipo examinó las muestras de médula ósea del paciente coincidente y descubrió un patrón sorprendente: los niveles de CDO1 aumentaron sustancialmente cuando el síndrome mielodisplásico (MDS) se transformó en AML más agresivo, y nuevamente cuando la AML recayó después del tratamiento.
Estas observaciones sugirieron que la taurina podría desempeñar un papel previamente no reconocido en el desarrollo del cáncer de sangre. Para probar esta hipótesis, los investigadores realizaron una serie de experimentos que revelaron:
- Leucemia La médula ósea contiene 1,7 veces más taurina que la médula ósea normal
- Pediendo que las células óseas produzcan la supervivencia extendida en los modelos de leucemia en un 13,5%
- Agregar progresión de la enfermedad acelerada de taurina en modelos animales, lo que hace que la muerte sea tres veces más probable
- El bloqueo de la absorción de taurina en las células de la leucemia afectó drásticamente su capacidad de establecer y mantener la enfermedad
La dependencia de la leucemia en el transporte de taurina
Los investigadores identificaron una proteína llamada TaUT (codificada por el gen SLC6A6) que actúa como la puerta a través de la cual la taurina entra en las células de leucemia. Esta proteína se expresa altamente en leucemias agresivas en comparación con las células madre sanguíneas normales.
Cuando los investigadores eliminaron genéticamente la tensa de las células de leucemia, observaron resultados notables. Los animales que reciben estas células de leucemia modificadas sobrevivieron significativamente más, en algunos experimentos, el 40% de los animales sobrevivieron indefinidamente. Las células de leucemia sin tensa mostraron un crecimiento deteriorado, una mayor muerte celular y signos de diferenciación celular en lugar del crecimiento continuo de tipo tallo.
Lo más importante, la eliminación de tenso tuvo efectos mínimos en la función normal de las células madre de sangre, lo que sugiere una posible ventana terapéutica para atacar este proceso en los pacientes.
Sinergia con tratamientos existentes
El equipo de investigación encontró que la expresión de SLC6A6 es particularmente alta en leucemias que son resistentes a Venetoclax, un medicamento cada vez más utilizado para tratar la AML. Cuando combinaron Venetoclax con métodos para bloquear la absorción de taurina, observaron efectos sinérgicos que redujeron drásticamente el crecimiento de las células de la leucemia.
“Mientras que las células AML humanas primarias que fueron tratadas con GES, TAG o Venetoclax solo formaron colonias de 1.3 a 8.3 veces menos en comparación con los controles, combinando los tratamientos deteriorados por la formación de colonias de 2,4 a 150 veces. Estos datos indican que los inhibidores taurina pueden informar con Venetoclax en el bloqueo de las células de Amly AmlLax”.
Cómo la taurina alimenta el crecimiento del cáncer
Al investigar los mecanismos moleculares, los investigadores descubrieron que la taurina activa mTOR, un regulador maestro del metabolismo celular, que luego impulsa la glucólisis, el proceso que las células usan para generar energía a partir de glucosa. Sin taurina, las células de leucemia mostraron reducciones dramáticas en la glucólisis y la producción de energía.
Este hallazgo fue particularmente interesante ya que se sabe que las células cancerosas tienen requisitos metabólicos inusuales. El estudio revela taurina como un controlador metabólico previamente desconocido en las células madre de leucemia.
Usando trazadores metabólicos, confirmaron que la taurina misma, no un compuesto derivado, es lo necesario para que las células de leucemia mantengan su patrón de crecimiento agresivo.
Implicaciones para pacientes y tratamiento
El descubrimiento de que la taurina apoya el crecimiento de la leucemia plantea preguntas importantes para la atención al paciente. La taurina está presente en muchas bebidas energéticas y a veces se proporciona como un suplemento para mitigar los efectos secundarios de la quimioterapia.
“Como la taurina es un ingrediente común en las bebidas energéticas, y a menudo se proporciona como un suplemento para mitigar los efectos secundarios de la quimioterapia, nuestro trabajo sugiere que puede ser interesante considerar cuidadosamente los beneficios de la taurina suplementaria en pacientes con leucemia”, acantilan los investigadores.
Si bien el estudio utilizó principalmente enfoques genéticos para bloquear la absorción de taurina, los investigadores también probaron inhibidores de moléculas pequeñas de TaUT en modelos de laboratorio. Estos compuestos deterioraron el crecimiento de las células de leucemia con efectos mínimos en las células madre sanguíneas normales, lo que sugiere que la orientación farmacológica de esta vía podría ser factible.
A medida que los investigadores continúan desarrollando inhibidores más potentes del transporte de taurina, esta dependencia recién descubierta podría proporcionar una vía prometedora para tratar leucemias agresivas, potencialmente en combinación con las terapias existentes como Venetoclax. Para los pacientes con cánceres de sangre resistentes al tratamiento, estos hallazgos ofrecen esperanza para nuevos enfoques terapéuticos que se dirigen no solo a las células cancerosas, sino al apoyo crucial que reciben de su entorno.
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