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El cáncer secuestra el microbioma para saturarse de glucosa


El cáncer necesita energía para impulsar su crecimiento fuera de control. Obtiene energía en forma de glucosa, de hecho consume tanta glucosa que un método para obtener imágenes del cáncer simplemente busca áreas de consumo extremo de glucosa: donde hay consumo, hay cáncer.


por Garth Sundem, Campus Médico CU Anschutz


Pero, ¿cómo obtiene el cáncer esta glucosa? Un estudio del Centro de Cáncer de la Universidad de Colorado publicado hoy en la revista Cancer Cell muestra que la leucemia debilita la capacidad de las células normales para consumir glucosa, dejando más glucosa disponible para alimentar su propio crecimiento.

«Las células de leucemia crean una condición de tipo diabético que reduce la glucosa que pasa a las células normales y, como consecuencia, hay más glucosa disponible para las células de leucemia . Literalmente, están robando glucosa de las células normales para impulsar el crecimiento del tumor», dice Craig Jordan, Ph.D., investigador del Centro de Cáncer de la Universidad de Colorado, jefe de división de la División de Hematología y profesora de hematología de Nancy Carroll Allen en la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado.

Al igual que la diabetes, las estrategias del cáncer dependen de la insulina . Las células sanas necesitan insulina para usar glucosa. En la diabetes, el páncreas no produce insulina o los tejidos no pueden responder a la insulina, por lo que las células se quedan sin energía mientras la glucosa se acumula en la sangre. El estudio actual muestra que la leucemia se trata de crear condiciones similares de acumulación de glucosa de dos maneras.

Primero, las células tumorales engañan a las células grasas para que sobreproduzcan una proteína llamada IGFBP1. Esta proteína hace que las células sanas sean menos sensibles a la insulina, lo que significa que cuando IGFBP1 es alta, se necesita más insulina para usar glucosa que cuando IGFBP1 es baja. A menos que aumente el suministro de insulina, el alto IGFBP1 significa que el consumo de glucosa de las células sanas disminuye. (Esta proteína también puede ser un eslabón en la cadena que conecta el cáncer y la obesidad: cuantas más células grasas, más IGFBP1 y más glucosa está disponible para el cáncer).

Por supuesto, el cáncer tiene una segunda estrategia que asegura que la producción de insulina no aumente para satisfacer la necesidad creada por el aumento de IGFBP1. De hecho, los cánceres disminuyen la producción de insulina. En gran parte, lo hacen en el intestino.

«En el curso de este análisis sistémico, nos dimos cuenta de que algunos de los factores que ayudan a regular la glucosa son producidos por el intestino o las bacterias en el intestino. Observamos allí y descubrimos que la composición del microbioma en los animales leucémicos era diferente de controlar ratones «, dice Jordan.

Una diferencia importante en el intestino de los ratones leucémicos fue la falta de un tipo específico de bacteria conocida como bacteroides. Estos bacteroides producen ácidos grasos de cadena corta que a su vez alimentan la salud de las células que recubren su intestino. Sin bacteroides, la salud intestinal sufre. Y el estudio actual muestra que sin bacteriemidales, la salud intestinal sufre de maneras que ayudan específicamente al cáncer.

Una forma es la pérdida de hormonas llamadas incretinas. Cuando la glucosa en la sangre aumenta, por ejemplo, después de comer, su intestino libera incretinas, que reducen la glucosa en la sangre, reduciéndola nuevamente al rango normal. Trabajando a través del intestino, la leucemia inactiva estas incretinas, permitiendo que la glucosa en sangre permanezca más alta de lo que debería. La leucemia también elimina la actividad de la serotonina. La serotonina es conocida como un químico «sentirse bien» que ayuda a regular el estado de ánimo y se encuentra en muchos antidepresivos. Pero la serotonina también es esencial para la fabricación de insulina en el páncreas, y al atacar la serotonina, la leucemia reduce la producción de insulina (y, por lo tanto, en el futuro, el uso de glucosa).

El resultado de una menor secreción de insulina y menos sensibilidad a la insulina es que el cáncer socava el uso de insulina en las células sanas de ambos lados: las células sanas necesitan más insulina, al igual que hay menos insulina disponible. Menos uso de insulina por las células sanas deja más glucosa para el cáncer.

«Es un truco clásico de parásitos: aproveche algo que hace el anfitrión y subvertirlo para sus propios fines», dice Jordan.

Curiosamente, así como un parásito puede comer la comida de un huésped que conduce a la desnutrición, el robo de energía del cáncer puede desempeñar un papel en la fatiga y la pérdida de peso comunes en los pacientes con cáncer.

«La observación bastante frecuente es que los pacientes con cáncer tienen una afección llamada caquexia, que básicamente se desgasta: se pierde peso. Si los cánceres inducen cambios sistémicos que provocan el agotamiento de las reservas normales de energía, esto podría ser parte de esa historia», dice Jordan.

Sin embargo, Jordan y sus colegas, incluido el primer autor Haobin Ye, Ph.D., no solo mostraron cómo la leucemia desregula el consumo de glucosa de las células sanas, sino que también mostraron cómo «regular de nuevo» este consumo.

«Cuando administramos agentes para recalibrar el sistema de glucosa, descubrimos que podíamos restablecer la regulación de la glucosa y retrasar el crecimiento de las células de leucemia», dice Ye.

Estos «agentes» fueron sorprendentemente de baja tecnología. Uno era la serotonina. Otra fue la tributirina, un ácido graso que se encuentra en la mantequilla y otros alimentos. La suplementación con serotonina reemplazó a la serotonina mezclada con leucemia y la tributirina ayudó a reemplazar los ácidos grasos de cadena corta que estaban ausentes debido a la pérdida de bacteroides.

El grupo llama a la terapia combinada Ser-Tri. Y demuestran que es más que una teoría. La terapia Ser-Tri condujo a la recuperación de los niveles de insulina y la reducción de IGFPB1. Y los ratones leucémicos tratados con terapia Ser-Tri vivieron más tiempo que los que no. Veintidós días después de la introducción de la leucemia en ratones, todos los ratones no tratados habían muerto, mientras que más de la mitad de los ratones tratados con Ser-Tri todavía estaban vivos.

La línea continua de trabajo muestra que el cáncer puede depender de la capacidad de competir con las células sanas por energía limitada. Los tejidos sanos tienen estrategias para regular la insulina, la glucosa y otros factores que controlan el consumo de energía; Las células cancerosas tienen estrategias para subvertir esta regulación con el objetivo de hacer que haya más energía disponible para su propio uso.

«Ahora tenemos evidencia de que lo que observamos en nuestros modelos de ratones también es cierto para los pacientes con leucemia». Ye dice.

Comprender estos mecanismos que el cáncer usa para desequilibrar el sistema de energía del cuerpo a su favor está ayudando a los médicos e investigadores a aprender a controlar la escala a favor de las células sanas.

«Esto fomenta la noción de que se pueden hacer cosas sistemáticamente para desfavorecer las células de leucemia y favorecer el tejido normal», dice Jordan. «Esto podría ser parte de limitar el crecimiento de los tumores».


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