"Las células cancerígenas se caracterizan por su elevada proliferación, un proceso esencial para su supervivencia. Sin embargo, es un proceso que requiere mucha energía. Para ello, estas células incorporan una alta cantidad de glucosa mediante transportadores. Esta glucosa será su principal fuente de energía. ¿Y si le impidiéramos ese transporte? ¿La célula tumoral sería capaz de sobrevivir?"
Las células que componen nuestro organismo necesitan energía para poder crecer y dividirse. Para ello han desarrollado diferentes estrategias para, a partir de los nutrientes y mediante reacciones bioquímicas, obtener dicha energía. Esto es lo que se conoce como metabolismo. Sin embargo, la forma de obtenerla va a variar en función del nutriente y del tipo célula. Vamos a centrarnos en una célula normal y en la glucosa como fuente de energía.
El primer paso es introducir la glucosa en el interior de la célula. Para cumplir esta función, la célula cuenta con transportadores que van a ser la vía de entrada de dicha glucosa. Estos transportadores se llaman GLUT y hay muchos tipos, que diferenciamos mediante un número, y tienen diferentes características en cuanto a la cinética del transporte y a la afinidad de la molécula que transportan. En este artículo vamos a centrarnos en GLUT1 y GLUT3. Luego, una vez que está la glucosa dentro de la célula, va a ser utilizada para obtener energía (en forma de ATP). La célula lo puede hacer mediante dos vías: usando oxígeno (o lo que se conoce como fosforilación oxidativa) o en ausencia de oxígeno (glucolisis anaeróbica). Las principales diferencias entre estas rutas son el rendimiento energético y la velocidad. En el caso en el que se haga en ausencia de oxígeno, la célula va a obtener menos energía, pero el proceso es más rápido. Por otro lado, en presencia de oxígeno, se obtiene más energía pero de una manera mucho más lenta. ¿Qué ruta usará la célula? Eso depende del momento y contexto en el que se encuentre.
El primer paso es introducir la glucosa en el interior de la célula. Para cumplir esta función, la célula cuenta con transportadores que van a ser la vía de entrada de dicha glucosa. Estos transportadores se llaman GLUT y hay muchos tipos, que diferenciamos mediante un número, y tienen diferentes características en cuanto a la cinética del transporte y a la afinidad de la molécula que transportan. En este artículo vamos a centrarnos en GLUT1 y GLUT3. Luego, una vez que está la glucosa dentro de la célula, va a ser utilizada para obtener energía (en forma de ATP). La célula lo puede hacer mediante dos vías: usando oxígeno (o lo que se conoce como fosforilación oxidativa) o en ausencia de oxígeno (glucolisis anaeróbica). Las principales diferencias entre estas rutas son el rendimiento energético y la velocidad. En el caso en el que se haga en ausencia de oxígeno, la célula va a obtener menos energía, pero el proceso es más rápido. Por otro lado, en presencia de oxígeno, se obtiene más energía pero de una manera mucho más lenta. ¿Qué ruta usará la célula? Eso depende del momento y contexto en el que se encuentre.
Diferentes rutas para obtener energía a partir de la glucosa
Pero, ¿y si la célula es cancerígena? El escenario es muy similar, pero con ciertos cambios. Una de las diferencias de las células cancerígenas con respecto a las células normales es que su división es muy rápida, es decir, tienen una elevada tasa de proliferación. Este proceso cuesta mucha energía, ¿y qué vía usará la célula cancerígena para obtenerla? La ruta en ausencia de oxígeno, porque para estas células el tiempo es esencial para poder sobrevivir. Sin embargo, obtienen menos energía, pero las células cancerígenas han desarrollado mecanismos que suplen esta deficiencia energética. Por ejemplo, tienen muchos transportadores GLUT en su superficie, de forma que pueden introducir mucha más glucosa que una célula normal. Esta sobreexpresión de transportadores es una de las diversas dianas terapéuticas que se estudian en la actualidad para la lucha contra el cáncer.
Estrategias de las células tumorales para obtener energía de forma rápida a partir de la glucosa
Los transportadores de glucosa que se encuentran en abundancia en la superficie de las células cancerígenas son GLUT1 y GLUT3. Esta diferencia es el objetivo de uno de los tratamientos que se está estudiando en el contexto del cáncer. La estrategia consiste en bloquear dichos transportadores de forma específica haciendo que la célula cancerígena se “muera de hambre”. Para ello han usado derivados de hidantoína, una molécula de pequeño tamaño que disminuye la velocidad del transporte de glucosa que tiene lugar a través de GLUT1 y GLUT3. Tras probar con distintos derivados, se eligió a TH-G313B, una molécula capaz de inhibir a GLUT1 y GLUT3. Primero se realizaron ensayos computacionales de compatibilidad entre dicha molécula y el transportador. Se obtuvieron resultados esperanzadores y se pasó a la siguiente fase: el estudio en ratones. En este segundo estudio, se vio que la tasa de proliferación de los tumores disminuía, pero no se conseguía eliminarlo completamente. Sin embargo, TH-G313B tenía unos efectos en otras rutas del metabolismo de estas células cancerígenas que favorecían su supervivencia. Estas otras rutas son las del metabolismo del nicotinato y la nicotinamida, que ayudan a la supervivencia del tumor impidiendo su muerte o apoptosis. Otra ruta que se ve estimulada es la del metabolismo de la metionina, que sintetiza aminoácidos esenciales para la supervivencia de la célula cancerígena cuando se encuentra en estado de estrés. Por último, la última ruta afectada era la del metabolismo de las purinas, que promueve la proliferación cancerígena. Todo esto indica que la célula cancerígena, para asegurarse su supervivencia en el organismo, estimula otras rutas relacionadas con su proliferación ante esa falta de glucosa y, por tanto, de energía.
En conclusión, la gran diversidad de rutas que usa la célula cancerígena para sobrevivir representa un nicho de dianas terapéuticas donde se encuentra la clave de la lucha contra el cáncer. Sin embargo, hay que conocerlas de forma exhaustiva y es algo complejo debido a que estas células tienen un microambiente especial complicado de estudiar y de entender completamente. Esta vía de disminución de la proliferación de las células tumorales inhibiendo los transportadores GLUT1 y GLUT3 usando THG313B es prometedora. Sin embargo, los efectos adversos impiden que el tumor sea eliminado. Es por eso por lo que es muy necesario conocer de forma exhaustiva el funcionamiento de estas células cancerígenas, puesto que de esta forma conseguiremos ganar esta lucha.
En conclusión, la gran diversidad de rutas que usa la célula cancerígena para sobrevivir representa un nicho de dianas terapéuticas donde se encuentra la clave de la lucha contra el cáncer. Sin embargo, hay que conocerlas de forma exhaustiva y es algo complejo debido a que estas células tienen un microambiente especial complicado de estudiar y de entender completamente. Esta vía de disminución de la proliferación de las células tumorales inhibiendo los transportadores GLUT1 y GLUT3 usando THG313B es prometedora. Sin embargo, los efectos adversos impiden que el tumor sea eliminado. Es por eso por lo que es muy necesario conocer de forma exhaustiva el funcionamiento de estas células cancerígenas, puesto que de esta forma conseguiremos ganar esta lucha.
Documentación y Reseña
Andrea Morales para My Scientific Journal 08/12/2020
Andrea Morales MontesRedactora My Scientific Journal
Graduada en Bioquímica