Los científicos de la Universidad de Texas en Dallas han demostrado que la tasa de crecimiento de la mayoría de las células de cáncer de pulmón se relaciona directamente con la disponibilidad de una molécula crucial que metaboliza el oxígeno.
En un estudio preclínico, publicado recientemente en Investigación del cáncer , la bióloga Dra. Li Zhang y su equipo demostraron que la expansión de los tumores de pulmón en ratones disminuyó cuando se restringió el acceso al hemo, la molécula de unión al oxígeno en la hemoglobina. Los investigadores también mostraron que esos mismos cánceres crecieron más rápido cuandohabía más hemo disponible de lo normal.
Con el objetivo de explotar la dependencia del hemo del cáncer, dos de los estudiantes de posgrado de Zhang en el Departamento de Ciencias Biológicas diseñaron y caracterizaron ampliamente nuevas moléculas destinadas a privar a las células cancerosas de la molécula que les permite proliferar tan rápidamente.
Los hallazgos sugieren un nuevo camino potencial hacia adelante en el tratamiento del cáncer de pulmón de células no pequeñas CPCNP, que comprende aproximadamente seis de cada siete casos de cáncer de pulmón, la principal causa de muerte relacionada con el cáncer en los EE. UU.
"He estado trabajando en el hemo durante toda mi carrera", dijo Zhang, quien se unió a la facultad de UT Dallas en 2007. "En 2013 comencé a trabajar en cáncer de pulmón. En ese momento, nuestros resultados han demostrado de manera convincente la relevancia dehem a esta enfermedad "
Zhang, la Cátedra Distinguida Cecil H. e Ida Green en Ciencias de Biología de Sistemas y profesora de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas, editó un libro de texto sobre biología del hemo en 2011. Su trabajo anterior estableció que las células de cáncer de pulmón consumían oxígenoa un ritmo más rápido que las células pulmonares normales, lo que indica el papel crítico del hemo
"Es fascinante cómo las células tumorales se aprovechan de su entorno", dijo Zhang. "Los pulmones son tan ricos en oxígeno. Pero necesitas hemo para usarlo".
El equipo enfatizó que su enfoque de tratamiento potencial está diseñado para funcionar en conjunto con la quimioterapia u otras formas de remedio contra el cáncer, no solo.
"Este método no mataría tumores; retrasaría su crecimiento", dijo Zhang. "Por lo tanto, no sería un tratamiento independiente, pero podría reemplazar formas menos efectivas de terapia que dependen de la inhibición de la angiogénesis -la creación de nuevos vasos sanguíneos "
Los nuevos resultados de Zhang enfatizan que los tumores crean energía usando moléculas diferentes a la glucosa, un tipo de azúcar conocido desde la década de 1920 para alimentar tumores. Cuando se produce más hemo, se consume más oxígeno para producir más adenosina trifosfato ATP -la molécula transportadora de energía que alimenta muchas actividades en las células vivas. Elimine el hem y el crecimiento de las células cancerosas se ralentizará
"Hace años, se creía que las células cancerosas no usaban oxígeno, solo glucosa, para generar energía", dijo Zhang. "Ahora sabemos que la mayoría de las células cancerosas usan oxígeno, y este tipo de células de cáncer de pulmón es un ejemplo.Oxida la glucosa para generar energía de manera mucho más eficiente, fabricando alrededor de 30 moléculas de ATP por molécula de glucosa ".
Sagar Sohoni y Poorva Ghosh, coautores del estudio y estudiantes de doctorado en el laboratorio de Zhang, colaboraron para investigar cómo una serie de moléculas modificadas genéticamente niegan el hemo a las células cancerosas.
Zhang dijo que estos péptidos secuestradores de hemo, o HSP, pueden "secuestrar" el hemo de los espacios entre las células, donde los tumores podrían acceder a él, dejando solo el hemo en las células sanas.
"El secuestro de hemo no afecta negativamente a las células normales", dijo Zhang. "Sintetizan el pequeño hemo que necesitan por sí mismos. Además, nuestro péptido no entrará en las células, por lo que no debería provocar muchos efectos secundarios"."
Demostrar el progreso reducido de las células cancerosas privadas de hemo es un caso convincente por sí solo. Para aclarar el punto, el equipo de Zhang modificó las células NSCLC para permitirles obtener hemo más rápido. Esas células se comportaron como se esperaba: agresivo e invasivo,consumiendo oxígeno rápidamente y produciendo más ATP.
"Las demandas de energía de las células cancerosas son muy altas en comparación con las células normales que las rodean", dijo Zhang. "Cuando hay más hemo disponible, las células NSCLC crecen y se reproducen a un ritmo alarmante".
El siguiente paso es continuar refinando el diseño de los HSP para crear una versión para uso en humanos, "optimizando aún más su eficacia sin dejar de demostrar que su toxicidad es baja", dijo Zhang.
"Esta idea resultó ser más hermosa de lo que soñé", dijo. "Realmente tiene sentido".
La investigación fue apoyada por el Instituto de Prevención e Investigación del Cáncer de Texas. Entre los colaboradores adicionales se incluyó el ex miembro del laboratorio de Zhang Sarada Kalainayakan PhD'18 y Tianyuan Wang, Chantal Vidal, Purna Chaitanya Konduri y Sanchareeka Dey, todos estudiantes de doctorado en biología celular y molecular enUT Dallas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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