resumen
Al igual que todas las células, las células cancerosas necesitan nutrientes para crecer. El azúcar es un combustible importante, pero está lejos de ser el único requisito del cáncer. La investigación actual está dirigida a atacar la dependencia del cáncer en el aminoácido glutamina como una debilidad.
en 1955, un médico estadounidense llamado Harry Eagle hizo un sorprendente descubrimiento sobre las células cancerosas que crecían en un plato: requerían cantidades ridículas de glutamina., Sin este químico, las células dejarían de crecer y eventualmente morirían, a pesar de tener todos los otros requisitos conocidos para la vida.
La glutamina es un aminoácido, una de las 20 moléculas que las células se unen en proteínas. Es rico en el elemento nitrógeno y se puede descomponer para proporcionar ese elemento para el ensamblaje de otras moléculas, como el ADN.
se oye mucho menos sobre la glutamina que sobre el azúcar, el otro nutriente que las células cancerosas tienden a consumir en abundancia. Pero es igual de importante.
«Las células dependen de la glutamina de muchas maneras», dice Natasha Pavlova, bioquímica que estudia el metabolismo del cáncer en el laboratorio del Presidente y CEO de Msk, Craig Thompson, en el Instituto Sloan Kettering. «No solo está involucrado en la producción de nucleótidos de ADN y otras moléculas, sino que también actúa como una moneda para pagar la importación de otros aminoácidos a la célula.,»
la adicción de las células cancerosas a la glutamina ha tentado durante mucho tiempo a los biólogos del cáncer como un posible talón de Aquiles para tratar la enfermedad. Tal vez cortando el suministro de este aminoácido, uno podría matar de hambre a las células cancerosas. Incómodamente, las células normales también necesitan glutamina. Por lo tanto, los medicamentos que afectan los niveles de glutamina en todo el cuerpo son demasiado tóxicos para usarlos como terapia contra el cáncer.
pero a medida que los científicos aprenden más sobre cómo las células cancerosas usan la glutamina, esperan encontrar otras formas de atacar selectivamente la dependencia particular del cáncer mientras evitan las células normales.,
glutamina: un aminoácido esencial no esencial
La dependencia del cáncer de la glutamina es en realidad algo sorprendente. La glutamina es técnicamente un aminoácido no esencial. A diferencia de los aminoácidos esenciales, que las células no pueden producir por sí solas y deben obtener de los alimentos que comemos, las células pueden sintetizar fácilmente la glutamina a partir de otros materiales de partida. Pero las otras virtudes de la glutamina la hacen única.
«Lo especial de la glutamina es que todos los demás aminoácidos no esenciales se pueden hacer de ella, pero otros aminoácidos no esenciales no pueden sustituir a la glutamina», explica la Dra. Pavlova., También es fundamental para varias vías bioquímicas que las células cancerosas utilizan para construir nuevas partes celulares.
la necesidad de glutamina del cáncer es tan grande que algunos oncogenes que causan cáncer alteran la cantidad de glutamina que las células absorben y digieren. Uno de los más conocidos, el gen MYC, promueve el cáncer en parte al aumentar el acceso de las células cancerosas a un suministro constante de glutamina. Las células con un gen MYC amplificado producen más de la enzima que convierte la glutamina en sus productos aguas abajo. Tales células se vuelven esencialmente adictas a la amplificación de MYC.,
las Células dependen de la glutamina en muchas maneras.
Las mutaciones en los genes IDH1 e IDH2, que también cambian la forma en que se usan los productos de glutamina en una célula, son comunes en ciertos tipos de cáncer cerebral y leucemia.
esta alta demanda de glutamina significa que los suministros de ella dentro de un tumor a menudo son bastante bajos. Sin embargo, las células cancerosas todavía logran crecer allí. ¿Cómo?
esto sugiere que las células tienen formas alternativas de complementar su suministro de glutamina, dice la Dra. Pavlova.,
una de esas adaptaciones que ella y sus colegas han estado estudiando es un aumento en la cantidad de la enzima glutamina sintetasa, que produce glutamina a partir de otros materiales de partida, a saber, la glucosa.
sus colegas del laboratorio Thompson y colaboradores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Nueva York (NYU) también han encontrado que las células cancerosas pueden absorber las células circundantes y extraer sus nutrientes para obtener glutamina.,
privación dirigida
la adaptabilidad de las células cancerosas para adquirir nutrientes incluso cuando son escasas hace que cualquier enfoque simple para cortar el suministro de glutamina del cáncer probablemente falle.
sin embargo, hay posibles enfoques. Una es bloquear la importación de glutamina por las células tumorales específicamente. Algunas investigaciones sugieren que el transportador de proteínas que las células tumorales usan para importar glutamina es diferente del que usan las células normales, y que este transportador es más abundante en las células tumorales., Estos transportadores específicos del cáncer podrían ser un buen objetivo para los medicamentos que evitarían que las células satisfagan su dosis.
la dependencia de las células cancerosas de la glutamina también podría servir como base para adaptar las terapias a personas específicas. Un producto aminoácido dependiente de la glutamina es el glutatión. Este importante antioxidante celular desactiva sustancias químicas peligrosas llamadas especies reactivas de oxígeno e incluso ciertos medicamentos.
«El glutatión se adhiere al medicamento y lo señala para su eliminación fuera de la célula», explica la Dra. Pavlova.,
Los estudios de investigadores de la NYU han demostrado que los tumores de cáncer de pulmón con ciertas mutaciones genéticas son muy dependientes del glutatión. Interferir con su uso (a través de medicamentos llamados inhibidores de la glutaminasa) podría ser un enfoque de tratamiento potencial.
varios ensayos clínicos en curso están combinando estos medicamentos que alteran la glutamina con inhibidores de puntos de control inmunitarios o con inhibidores de la señalización de receptores de tirosina quinasa, la principal señal que indica a las células que adquieran nutrientes y crezcan.,
usos diagnósticos
Además de las posibilidades terapéuticas, también hay oportunidades diagnósticas. De la misma manera que el amor del cáncer por la glucosa sirve como base para las exploraciones FDG-PET, su dependencia de la glutamina podría servir como otra valiosa herramienta de diagnóstico. Sería particularmente útil para los tumores cerebrales. Las Tep son menos útiles para monitorear tumores cerebrales primarios o tumores que se diseminaron al cerebro desde otras partes del cuerpo porque el cerebro mismo absorbe mucha glucosa. Una gammagrafía basada en glutamina permitiría a los médicos distinguir las células cancerosas de las células cerebrales normales.,
los equipos de Investigación de MSK están siguiendo activamente este enfoque.
ninguna solución dietética
un enfoque para matar de hambre al cáncer de glutamina que es casi seguro que fallará son los cambios en la dieta. «No podemos alterar fácilmente los niveles de glutamina con la dieta porque el cuerpo parece estar haciendo un buen trabajo para mantener el nivel en una concentración muy constante», dice la Dra. Pavlova. «La única vez que los niveles de glutamina caen es durante un trauma intenso o sepsis, que no es algo que quieras replicar.,
«al menos con la glucosa podemos decir,’ trata de evitar picos de glucosa comiendo alimentos bajos en glucemia ‘y así sucesivamente», agrega. «Pero con la glutamina, es mucho más complicado hacer recomendaciones útiles.”