Científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Wake Forest han descubierto una nueva forma de destruir las células cancerosas bloqueando su capacidad para eliminar los desechos tóxicos. Las células cancerosas producen altos niveles de peróxido de hidrógeno, que puede dañarlas si se acumula. Normalmente, dependen de una proteína especial para mantener este nivel bajo control. El equipo de investigación encontró una manera de desactivar esa proteína, lo que provoca que los niveles tóxicos de peróxido de hidrógeno saturen las células cancerosas y las destruyan, según un estudio publicado en Science Advances .
Por Myra Wright, Facultad de Medicina de la Universidad de Wake Forest
«Todos producimos peróxido de hidrógeno constantemente, pero las células cancerosas producen más», afirmó W. Todd Lowther, doctor en bioquímica y profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Wake Forest, además de autor principal del estudio. «Si inhibimos la peroxirredoxina-3, los niveles de peróxido de hidrógeno aumentan aún más y destruyen las células cancerosas. Es como empujarlas al vacío».
La peroxirredoxina-3 (PRX3), que actúa como un equipo de limpieza dentro de las células cancerosas, se encuentra en las mitocondrias y descompone el peróxido de hidrógeno antes de que se vuelva tóxico. Las células tumorales aumentan la expresión de PRX3 y otras defensas antioxidantes para afrontar el estrés generado por su metabolismo alterado.
La mayoría de la gente piensa que los antioxidantes son protectores. Resulta que las células cancerosas también lo son.
El equipo de investigación basó su trabajo en la tiostreptona, un producto natural con propiedades anticancerígenas. El equipo de Lowther, integrado por la bioquímica Kimberly J. Nelson, doctora, y el químico farmacéutico Terrence L. Smalley Jr., doctor, analizó la molécula, pieza por pieza, hasta encontrar el fragmento más pequeño que aún conservaba su eficacia.
El equipo descubrió una diminuta fracción del compuesto que puede unirse a una proteína llamada PRX3 e inhibirla. Normalmente, la PRX3 ayuda a las células cancerosas a eliminar moléculas dañinas. Cuando se inhibe, estas moléculas, como el peróxido de hidrógeno, se acumulan en tal cantidad que las células cancerosas no pueden sobrevivir.
«La tiostreptona es un compuesto muy grande y voluminoso, y no es muy soluble», dijo Lowther. «En última instancia, nuestro objetivo es poder tratar cualquier tipo de cáncer, y normalmente, eso se haría usando un fármaco de quimioterapia que se administra en el torrente sanguíneo mediante una infusión intravenosa. Pero eso no se puede hacer con la tiostreptona».
El mesotelioma, un cáncer raro y agresivo que suele diagnosticarse en estadios avanzados, es un ejemplo de tratamiento limitado, donde los pacientes frecuentemente se enfrentan a malos resultados a largo plazo. La tiostreptona ya se está probando en el mesotelioma mediante administración directa a los pulmones, pero su tamaño restringe su uso generalizado. El fragmento más pequeño representa una nueva oportunidad para administrar el tratamiento por vía intravenosa y alcanzar los cánceres en todo el cuerpo.
El fragmento más pequeño, llamado WF-242, eliminó las células cancerosas con la misma eficacia que la tiostreptona, evitando al mismo tiempo muchas de las interacciones no deseadas observadas con la molécula original.
«Lo emocionante fue identificar el fragmento mínimo y luego confirmar que no tenía los llamados efectos fuera del objetivo, como la molécula de tiostreptona intacta», dijo Lowther. «Eso aumenta la especificidad y tiene el potencial de reducir los efectos secundarios».
Mediante estudios celulares, el equipo demostró que el WF-242 puede destruir células de cáncer de ovario, pulmón, cerebro, próstata y sangre. En lugar de reducir el estrés oxidativo en los tumores, esta estrategia lo aumenta deliberadamente. Dado que las células cancerosas ya operan cerca de su límite de tolerancia al peróxido de hidrógeno, son más vulnerables a este método que las células normales .
«Hemos probado los compuestos en muchos tipos de cáncer y parece que están funcionando», dijo Lowther.
Para mejorar el nuevo compuesto, el equipo utilizó una técnica llamada cristalografía de rayos X para ver exactamente cómo se conecta el fragmento a la proteína que ayuda a las células cancerosas a sobrevivir.
«Para mí, siempre es emocionante ver la estructura de cómo un fármaco se une a su objetivo», dijo Lowther. «Nos da una idea de cómo mejorar el fármaco».
Los investigadores están ahora perfeccionando el fragmento para mejorar su estabilidad y solubilidad, un trabajo que normalmente lleva de tres a cinco años antes de que un candidato esté listo para las pruebas clínicas.
Si tiene éxito en los ensayos clínicos , este enfoque podría ofrecer opciones de tratamiento para cánceres que actualmente cuentan con terapias limitadas.
Más información: Kimberly J. Nelson et al., Mechanism-based peroxiredoxina 3 inhibitors exploit a covalent warhead for cancer therapy, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady4492
Nota editorial:
Este artículo ha sido elaborado con fines divulgativos a partir de información pública y fuentes especializadas, adaptado al enfoque editorial del medio para facilitar su comprensión y contextualización.
