Investigadores de la Universidad de Texas MD Anderson Cancer Center, en Houston, han descubierto que una enzima ayuda a los tumores cerebrales a desarrollarse. Este hallazgo ofrece el potencial para nuevos enfoques de tratamiento de tumores.
Todos los tumores de cáncer necesitan «alimentarse» para crecer y propagarse. Al igual que las células sanas, las células cancerosas son incapaces de vivir sin la presencia de oxígeno y nutrientes, pero los tumores suelen estar ubicados en un micro-ambiente que carece de nutrientes.
Nuevos hallazgos, publicados en Molecular Cell, ilustran cómo los tumores logran alimentarse y crecer a pesar de su pobre entorno.
Una enzima conocida como acetil-CoA sintetasa 2 (ACSS2) está en el centro de ruta a la supervivencia de los tumores, al proporcionar sus necesidades. La ACSS2 aumenta la capacidad del tumor de usar acetato, una sal celular, como una fuente de alimento basada en carbono, en lugar de glucosa. Mientras que la glucosa es más deseable para ayudar al crecimiento del tumor, su suministro en las células cancerosas es a menudo limitado.
El acetato proporciona a las células cancerosas que se encuentran en el núcleo del tumor con una línea de vida para no sólo sobrevivir mientras luchan con la deficiencia de nutrientes, sino también un método para crecer.
Cortar esta importante vía de nutrientes en las células cancerosas podría ser esencial para prevenir el crecimiento tumoral y promover la muerte de las células cancerosas. Sin embargo, el sistema inmunológico es incapaz de detener la vía de nutrientes en las células cancerosas, y las terapias actuales son ineficaces.
Además, no está claro cómo la enzima ACSS2 viaja desde un componente líquido de células llamado citosol en el núcleo en un proceso conocido como translocación nuclear. Si la translocación nuclear de ACSS2 pudiera ser detenida, también la capacidad de la célula cancerosa de mantenerse.
«La coenzima A (CoA), generada mediante la absorción de glucosa y acetato, es una fuente clave de carbono para importantes procesos celulares como la acetilación de las histonas y la expresión génica», dice Zhimin Lu, Ph .D., Profesor de neuro-oncología y principal investigador del estudio.
«Sin embargo, la forma en que el acetil CoA se produce bajo estrés nutricional no está claro. El estudio explica la mecánica subyacente de cómo esto ocurre, con ACSS2 como un método nuevo e importante para la expresión génica en estas circunstancias».
ACSS2 permite la producción de estructuras celulares para ayudar al desarrollo de tumores
Lu y colegas utilizaron una herramienta de edición de genes llamada CRISPR para explorar el papel de ACSS2 en la acetilación de histonas mediante la generación de acetil CoA nuclear de acetato dentro del núcleo de la célula.
Las histonas son vitales para la regulación de genes. Son proteínas que actúan como «bobinas» para que el ADN circule alrededor. La acetilación histona es un proceso de modificación que es una parte clave de la expresión génica. Se encontró que la modificación de la histona utilizando una enzima metabólica era significativa para que las células permanecieran estables y para el desarrollo de tumores.
La enzima ACSS2 permite que se produzcan los lisosomas, que son estructuras celulares que se sabe que contribuyen al desarrollo del tumor. Por otra parte, ACSS2 promueve la autofagia – un «mecanismo canibal de alimentación celular» – que, a su vez, permite a los lisosomas obtener, digerir y reciclar los nutrientes clave.
Además, si los nutrientes fuera de la célula son escasos, ACSS2 reprograma el metabolismo de la célula cancerosa para la supervivencia y crecimiento celular de dos maneras: aumentando la autofagia y reutilizando los productos digeridos por los lisosomas.
«Estos hallazgos aclaran una interacción instrumental entre la reprogramación del metabolismo y la expresión génica en las células cancerosas.
La inhibición tanto de la función nuclear de ACSS2 como de la vía metabólica, conocida como glucólisis, que convierte la glucosa en energía de alimentación del tumor, parece ser un enfoque eficaz para el tratamiento del cáncer «, explicó Zhimin Lu, Ph.D.
La investigación proporciona nueva información sobre la translocación nuclear y cómo ACSS2 podría ser un jugador potencial en nuevos enfoques terapéuticos para el tratamiento del cáncer.
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