José A. Rodríguez Barcelona | viernes, 04 de septiembre de 2015 h |

Las células tumorales necesitan mucha más glucosa que las células sanas para sobrevivir y dividirse. Este requerimiento especial de energía está en el punto de mira de los científicos que buscan nuevas estrategias terapéuticas para combatir esta patología. La idea sería impedir o dificultar al máximo la llegada de glucosa a las células tumorales para hacerlas sufrir y que mueran. Pero, a día de hoy, no hay ninguna estrategia terapéutica dirigida contra esta dependencia de la glucosa, a pesar de que esta “adicción” fue descubierta hace más de noventa años por el fisiólogo alemán Otto Warburg.

Ahora, una investigación dirigida por expertos del Grupo de División Celular y Cáncer del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) arroja más luz sobre el metabolismo energético de las células tumorales y propone una innovadora estrategia terapéutica. El estudio, que se publica en Nature Cell Biology, ha contado con la colaboración de científicos del Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC), el IRB Barcelona, la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad de Santiago de Compostela y la Universidad de Boston.

Como explica Marcos Malumbres, del CNIO, este estudio indica que “las células tumorales presentan una especial necesidad de glucosa durante el proceso de la mitosis”. Es decir, estas células, durante todo su ciclo vital, requieren mucha glucosa, pero durante la división celular se dispara esta dependencia. Malumbres comenta que éstas se dividen “aproximadamente una vez al día”. Durante la mitosis, se separa el material genético para que se pueda repartir en las dos células hijas. Un proceso muy complejo para el que necesitan mucha energía.

Papel de AMPK y PFKFB3

En el estudio, los investigadores utilizaron modelos celulares de cáncer de mama y de pulmón y de ratones y observaron que el bloqueo de la glicólisis (el mecanismo molecular que permite extraer la energía de la glucosa) es especialmente dañino en la división de las células tumorales. En concreto, descubrieron un mecanismo que permite que las células tumorales consigan la energía para mantener su alto ritmo de división. Observaron que las proteínas AMPK y PFKFB3 se activan durante la mitosis para dirigir el metabolismo celular hacia la glicólisis. Como señala Elena Doménech, “estas proteínas detectan daños producidos en las mitocondrias en respuesta a la división celular y provocan que la energía dependa sobre todo de la glucosa”.

Nueva estrategia

Los investigadores decidieron probar una nueva combinación terapéutica para aprovecharse de la necesidad de glucosa que presentan las células tumorales durante la mitosis. De este modo, utilizaron inhibidores de PFKFB3 en combinación con el taxol, uno de los más potentes anticancerígenos utilizados en clínica. “Este fármaco antimitótico consigue que las células tumorales se queden paradas en la mitosis. Algunas células mueren y otras sobreviven”, comenta Malumbres.

En los modelos de ratón del estudio, “las células tumorales se detienen en la mitosis durante 4-18 horas y no durante una hora, que es el periodo de tiempo habitual”, señala Malumbres. De este modo, son dependientes de la glucosa durante mucho más tiempo. Y, al mismo tiempo, gracias a los inhibidores de PFKFB3, se priva a las células de buena parte de la glucosa que necesitan para completar de forma exitosa la división celular. Por tanto, comenta Malumbres, se sigue una estrategia doble, “ya que se alarga la mitosis y se inhibe la glicólisis”. De este modo, “aumenta la eficacia y la eficiencia del taxol”, añade Malumbres.

Células sanas

En cuanto a si esta doble estrategia terapéutica también podría afectar de forma negativa al metabolismo energético de las células sanas, Malumbres señala que “es imposible decir que no tendría efectos perjudiciales en él”. Aunque, de todos modos, añade este experto, “la ventaja es que la ventana terapéutica de esta combinación está relacionada con el periodo en que más necesidad de glucosa presentan las células tumorales”. Estos resultados, por tanto, sugieren que los inhibidores de PFKFB3 podrían ser muy eficaces en combinación con fármacos antimitóticos para detener la división de las células tumorales, explica Malumbres.

Durante la mitosis, las células tumorales presentan una necesidad mucho más elevada de glucosa

El taxol detiene la mitosis,
y los inhibidores de glicólisis privan a las células tumorales de la glucosa que necesitan