Un nuevo estudio de laboratorio ha aprovechado un aspecto único del metabolismo del glioblastoma para aumentar la eficacia de la quimiorradiación, volviendo las propiedades del cáncer en su contra.
© DR P. MARAZZI/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty ImagesLos científicos descubrieron una forma única en la que el glioblastoma, un tipo de cáncer cerebral, depende de la serina, un aminoácido.
Los investigadores responsables del trabajo creen que este cambio en la dieta aprovecha una vulnerabilidad metabólica clave del cáncer, y su trabajo demuestra que este enfoque prolonga la supervivencia en ratones cuando se utiliza en combinación con la terapia de quimiorradiación.
Las células sanas del cerebro necesitan combustible para mantener su amplia lista de funciones, como la señalización eléctrica y la liberación de mensajeros químicos. Las células cancerosas se deshacen de estos procesos normales al reconfigurarse para convertirse en "células divisorias profesionales", según el coautor del estudio Costas Lyssiotis, profesor de oncología en la Universidad de Míchigan.
Estos cambios son de gran interés para los investigadores del cáncer, ya que pueden permitir que las terapias distingan entre células sanas y tumores, haciéndolas más específicas.
"El verdadero arte de administrar la terapia consiste en hacer que se destruya mucho más el cáncer que las [células] normales", explicó Lyssiotis a Live Science.
El trabajo, coordinado por el oncólogo de la Universidad de Michigan, el Dr. Dan Wahl, evaluó cómo el glioblastoma altera su metabolismo tanto en cerebros humanos como animales. El estudio combinó de forma ambiciosa la investigación de laboratorio y la práctica clínica, obteniendo algunos de sus datos de tejidos extraídos de cerebros de pacientes sometidos a cirugía oncológica. El estudio requirió la colaboración de expertos en cirugía cerebral humana y de roedores, vías metabólicas y análisis molecular.
El protocolo comenzó en las horas previas a la cirugía. Los pacientes recibieron una infusión de glucosa, que fue marcada para que fuera detectable mediante técnicas de análisis molecular. La glucosa fluyó a través de su torrente sanguíneo y llegó tanto a sus células sanas como a las tumorales.
Un enfoque común para la cirugía de glioblastoma es extirpar el tumor y parte del tejido cerebral circundante para minimizar el riesgo de que el cáncer vuelva a crecer rápidamente. El equipo tomó muestras de sangre cada 30 minutos durante la cirugía y luego congeló rápidamente el tumor extirpado y el tejido sano para su análisis.
Estas células extraídas habían metabolizado la glucosa, y los investigadores rastrearon el recorrido de las moléculas a través de las células. En combinación con experimentos en ratones, los investigadores obtuvieron una visión clara de lo que las células tumorales hacían de manera diferente al devorar el azúcar.
Las células sanas metabolizaban la glucosa para procesos celulares como la respiración, en la que el azúcar y el oxígeno se convierten en combustible para la célula. Estas células también convertían la glucosa en un aminoácido llamado serina, un ingrediente clave para importantes moléculas neurotransmisoras.
Las células tumorales, por el contrario, dejaban de lado estos procesos. En su lugar, las células cancerosas dirigían la glucosa para producir nucleótidos, los componentes básicos del ADN. Estas moléculas son fuentes de combustible vitales para la replicación infinita de las células tumorales.
Las terapias de quimiorradiación atacan el cáncer destruyendo su ADN, pero este desvío proporciona a las células cancerosas una fuente constante de nucleótidos con los que reparar el daño. El estudio demostró que las células tumorales también obtenían serina de los tejidos circundantes para alimentar aún más su crecimiento.
Aquí, Wahl y su equipo vieron una oportunidad. Sometieron a ratones a los que se les habían trasplantado células cancerosas humanas a una dieta que reducía drásticamente la serina. Lyssiotis sugirió que esto podría replicarse en pacientes con cáncer humanos con una dieta baja en proteínas complementada con batidos de proteínas sin serina.
Al reducir la cantidad de serina disponible para las células tumorales, se obligaba al cáncer a redirigir su metabolismo de la glucosa hacia la producción de serina. A su vez, esto reducía drásticamente su síntesis de nucleótidos y hacía que las células fueran más vulnerables a la quimiorradiación. Los ratones que recibieron esta combinación de tratamientos vivieron más tiempo que los ratones que solo recibieron quimiorradiación.
Lyssiotis explicó que esta vulnerabilidad probablemente funcionaría durante un tiempo limitado, ya que las células del glioblastoma pueden adaptar hábilmente su metabolismo. Además, algunas células tumorales parecían depender menos que otras de la serina capturada. "Si se consigue dar en el punto justo, se les priva de serina y se les aplica la terapia antes de que encuentren una solución alternativa", sugirió.
Wahl ya ha comenzado a trabajar en un estudio clínico de seguimiento para respaldar estos resultados en ratones con datos de pacientes humanos con cáncer.
"Esperamos poder ofrecerlo a nuestros pacientes a finales de este año o principios del próximo", afirmó. Ese trabajo también implicará retos y coordinación. "Someterse a un tratamiento contra el cáncer es difícil. Pedimos a las personas que acudan a recibir radioterapia todos los días, que se sometan a quimioterapia. Creo que pedirle a alguien que también siga una dieta prescrita podría ser complicado", añadió.
Pero el estudio actual ha proporcionado información valiosa que servirá de base para el futuro trabajo clínico. "Parte de lo que nos entusiasma es que este protocolo de rastreo de isótopos [seguimiento de la glucosa marcada] puede decirnos qué tumores producen serina a partir de la glucosa y qué tumores absorben serina del entorno", dijo Wahl.
Lyssiotis señaló que el análisis metabólico pionero del artículo ha identificado cambios dietéticos adicionales que podrían explorarse en futuros trabajos. La modificación de la serina es la más fácil de implementar, por el momento. "Creemos que eso es solo la punta del iceberg", afirmó.
Comentario: Es un trabajo interesante, pero parece que se les ha escapado lo más obvio: ¿Por qué no empezar por eliminar el exceso de azúcar en todas sus formas (carbohidratos y azúcares simples) de la dieta del paciente y luego supervisar los resultados? Oh, espera, ya se ha hecho: