Los científicos nunca han sabido con precisión cuánta energía gasta un tumor canceroso para crecer en el cuerpo de un mamífero.
Ellos plantearon la hipótesis de que consume una gran cantidad de energía, revolviendo los nutrientes y poniendo el tejido sano (el corazón, el hígado, el páncreas) en desventaja a medida que el sistema metabólico distribuye la riqueza nutritiva.
Pero un nuevo estudio de investigadores de Princeton Chemistry y Ludwig Princeton Branch demuestra por primera vez que lo contrario es realmente cierto: la conversión de nutrientes en energía celular utilizable de un tumor es marcadamente lenta cuantificablemente.
Este letargo puede ayudar a los tumores a conservar energía para tareas más nefastas como el crecimiento y la metástasis, según una investigación del Laboratorio Rabinowitz de Princeton Chemistry que aparece esta semana en Naturaleza.
En cinco tipos diferentes de cánceres, los investigadores encontraron que los tumores lograron proliferar con bajos presupuestos de energía en parte porque descuidan las funciones normales de los tejidos que los órganos sanos llevan a cabo en beneficio del cuerpo en su conjunto.
El descubrimiento tiene amplias implicaciones para las estrategias contra el cáncer porque dirige nuestra atención al metabolismo energético lento.
Algunos tratamientos propuestos para el cáncer giran en torno a una estrategia de «matar al tumor de hambre», bajo el supuesto de que sin nutrientes, un tumor no puede prosperar. Desde la perspectiva general de los sustratos energéticos, en el mejor de los casos esta hipótesis es ahora cuestionable.
Pero el estudio encontró que los tumores usan un nutriente en particular, la glucosa, más que los tejidos normales y, por lo tanto, se alinea con la posibilidad de combinar terapias estándar contra el cáncer con dietas que reducen la glucosa circulante, como la dieta cetogénica.
«Creo que la gente asume que el cáncer necesita mucha energía porque tiene que pagar para dividirse y proliferar. Pero nadie había medido realmente cuánta energía produce y usa el cáncer en comparación con los órganos sanos», dijo Caroline Bartman, una estudiante de postdoctorado en Rabinowitz Lab y autor principal de la investigación.
«Desarrollamos una manera de medirlo en los cánceres y encontramos una diferencia dramática entre los tumores y otros tejidos. Así que ahora, tenemos este paradigma de que el cáncer es ahorrativo: dejará de usar energía para todas estas tareas saludables y solo la dedicará a proliferación. Lo que eso te dice es que ese tipo de vías, como matar de hambre al cáncer solo, no serán buenas estrategias para el tratamiento».
Joshua Rabinowitz, director de la sucursal de Ludwig Princeton, profesor de química y del Instituto Lewis-Sigler de Genómica Integrativa, dijo que los investigadores estaban muy sorprendidos con los resultados de su investigación.
«Es una de esas cosas que puedes racionalizar cuando lo miras en retrospectiva», dijo. «Los tumores se enfrentan a un entorno metabólico duro porque no tienen la vasculatura adecuada que se desarrolla en el resto del cuerpo. Por lo que se ven obligados a arreglárselas con menos.
«Pero ciertamente, debido a que los tumores son hipermetabólicos en tantas dimensiones, esperábamos ver un metabolismo de alta energía y que esto apoyaría su capacidad para crecer y diferenciarse.
«Creo que el gran mensaje es que el crecimiento es costoso», agregó Rabinowitz, «pero no tan costoso como tener pensamientos o mover los músculos u otros aspectos de la vida de los mamíferos que llevan a cabo los órganos normales».
EL RASTREO DE ISOTOPOS CUANTIFICA EL USO DE ENERGÍA
Para cuantificar su investigación, el equipo utilizó un método de investigación llamado rastreo de isótopos, que consiste en etiquetar los nutrientes con isótopos pesados y rastrear qué tan rápido se metabolizan en los mamíferos.
Los tejidos y órganos de los mamíferos obtienen energía para el trabajo que realizan principalmente a través del ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), que oxida grasas y carbohidratos para producir la moneda de energía primaria, ATP. Alrededor del 95% del ATP o energía utilizable en los mamíferos pasa por este ciclo. Al estudiar la velocidad de la absorción de nutrientes del torrente sanguíneo en el ciclo TCA, los investigadores pudieron cuantificar cuánta energía generan y usan los tejidos cancerosos en comparación con el tejido sano.
En los cánceres de pulmón, páncreas y colon, por ejemplo, encontraron un flujo lento de TCA y un ciclo de producción de ATP en tumores sólidos «primarios», es decir, tumores que aún no habían comenzado a propagarse.
También encontraron que el cáncer metastásico producía y usaba más energía que los tumores primarios y lo hacía en un nivel comparable con el tejido sano.
Los hallazgos llevaron a los investigadores a concluir que las células cancerosas eliminan funciones específicas de tejido energéticamente costosas para asignar mejor la energía para el crecimiento tumoral descontrolado. También encontraron que el cáncer metastásico producía y usaba más energía que los tumores primarios.
Esta es la primera vez que se cuantifica la producción de energía tumoral. en vivo y como parte de un estudio comparativo.
Algunos de los métodos de investigación que los investigadores están utilizando ahora se han aprovechado antes, dijo Bartman. El camino del ciclo TCA, por ejemplo, fue descubierto hace unos 80 años. Pero los avances tecnológicos y una mejor espectrometría están proporcionando nuevos hallazgos sorprendentes.
«Creo que es un momento emocionante para este campo», dijo Bartman. «Con los avances de los últimos 50 años, es un momento realmente fructífero para volver y revisar todos estos viejos conceptos y usarlos para comprender mejor las enfermedades y el cáncer».
