Los investigadores trazan un mapa de los efectos de los nutrientes dietéticos en la enfermedad

Investigadores del Instituto Francis Crick y del King’s College de Londres han creado una herramienta para predecir los efectos de diferentes dietas tanto en células cancerosas como en células sanas.

Su trabajo podría ayudar a desentrañar los cambios metabólicos sutiles asociados con diferentes tipos de nutrientes y mejorar nuestra comprensión del vínculo entre la dieta y la enfermedad.

El metabolismo se refiere al conjunto de procesos que permiten a un organismo utilizar los nutrientes de su entorno para poder funcionar. Las cantidades relativas de azúcares, grasas y proteínas en la dieta determinan qué «combustible» está disponible para las células y también cómo esas células procesan los nutrientes. Las células cancerosas, al igual que otras células enfermas, cambian su metabolismo para apoyar la supervivencia y el crecimiento.

Como parte del estudio, publicado en iCiencia, el equipo de investigación del Centro de interacciones huésped-microbioma del King’s College de Londres creó por primera vez un mapa completo de todas las vías metabólicas en el ratón. Luego, el equipo de Crick reunió datos experimentales para ponerlos en el modelo midiendo los niveles de expresión génica en el hígado y los tumores hepáticos de ratones que habían sido alimentados con dietas «saludables» o «no saludables», ricas en grasas y azúcares.

Encontraron cambios específicos en el metabolismo asociados con dietas poco saludables, que se vio que promovían la producción de glicerol y succinato tanto en tejidos cancerosos como sanos. También observaron que las diferencias en el metabolismo entre las células sanas y cancerosas eran más altas en el contexto de una dieta poco saludable, lo que sugiere que los tumores pueden aprovechar mejor las dietas poco saludables para promover la supervivencia y el crecimiento.

Patricia Nunes, científica sénior de investigación de laboratorio en Crick, dijo: «Al usar datos experimentales del laboratorio, el modelo nos permite comenzar a comprender los complejos cambios metabólicos que ocurren en los tejidos debido a nutrientes específicos en la dieta».

Dimitrios Anastasiou, jefe del Laboratorio de Metabolismo del Cáncer de Crick, dijo: «Sabemos que una dieta deficiente causa estragos en el metabolismo de nuestro cuerpo. Puede causar obesidad y promover enfermedades hepáticas, que, a su vez, pueden convertirse en cáncer de hígado. Queremos entender qué nutrientes en nuestras dietas, y en qué combinaciones, impulsan estos resultados perjudiciales».

Luego, el equipo modeló los efectos de un cambio en los componentes de la dieta, de saludable a no saludable y de no saludable a saludable, en varias combinaciones. Observaron que, aunque algunas funciones metabólicas específicas del cáncer persistían con dietas saludables, también podían revertir muchas de ellas, pero solo cuando se limitaban tanto las grasas como los carbohidratos.

Frederick Clasen, primer autor y Ph.D. estudiante conjunto en Crick and King’s College London, dijo: «Las aplicaciones potenciales de este trabajo son de gran alcance. Ahora podemos ver qué cambios en la dieta realmente afectan el metabolismo celular y cuáles tienen muy poco efecto porque las células ya están programadas para dibujar faltan nutrientes de su entorno».

Saeed Shoaie, jefe del grupo de Biología de Sistemas Traslacionales de la Facultad de Odontología, Ciencias Orales y Craneofaciales del King’s College de Londres, dijo: «Para aumentar aún más la precisión de las predicciones de nuestro modelo, ahora estamos generando modelos de metabolismo más sofisticados, que toman en cuenta cómo los diferentes órganos intercambian metabolitos y cómo las bacterias en el intestino influyen en los nutrientes que están disponibles para los tejidos».

Anastasiou concluye: «Nuestro enfoque se puede usar para ayudar a guiar los cambios en la dieta que complementan los tratamientos para diferentes enfermedades. Pero el uso más eficaz de este conocimiento será prevenir más enfermedades al ayudarnos a seleccionar los alimentos que comemos».