Los glioblastomas son la forma más mortal de tumor cerebral maligno y la mayoría de los pacientes diagnosticados con la enfermedad viven solo uno o dos años.

En estos tumores, las células normales del cerebro se vuelven agresivas, crecen rápidamente e invaden el tejido circundante.

Las células cancerosas resultantes son metabólicamente diferentes de las células sanas vecinas.

En un estudio publicado en Nature, investigadores de la Universidad de Michigan rastrearon cómo se utiliza la glucosa en las células tumorales del glioblastoma.

El equipo, una colaboración entre el Centro Oncológico Rogel, el Departamento de Neurocirugía y el Departamento de Ingeniería Biomédica, descubrió que los tumores cerebrales difieren en la forma en que se consumen ciertos nutrientes en las dietas.

“Modificamos la dieta en modelos de ratones y logramos ralentizar y bloquear significativamente el crecimiento de estos tumores”, afirmó el coautor principal Daniel Wahl, MD, Ph.D., profesor asociado de oncología radioterápica.

“Nuestro estudio podría ayudar a crear nuevas oportunidades de tratamiento para los pacientes en un futuro cercano”.

Los tratamientos convencionales consisten en cirugía seguida de radioterapia y quimioterapia. Sin embargo, los tumores eventualmente regresan y se vuelven resistentes al tratamiento.

Anteriormente, los investigadores han demostrado que la resistencia se debe a un recableado metabólico dentro de las células cancerosas.

Las células cancerosas en el cerebro utilizan los azúcares de manera diferente en comparación con las células sanas

El metabolismo es el proceso mediante el cual nuestros cuerpos descomponen moléculas como carbohidratos y proteínas para que nuestras células puedan utilizarlas o construir nuevas moléculas.

Aunque tanto las células cerebrales como las cancerosas dependen del azúcar, el equipo quería ver si utilizan el azúcar de forma diferente.

Inyectaron pequeñas cantidades de azúcar marcada en ratones y, lo que es más importante, en pacientes con tumores cerebrales para estudiar cómo se utiliza.

«Para comprender realmente estos cánceres cerebrales y mejorar los tratamientos para los pacientes, necesitábamos hacer el arduo trabajo de estudiar los tumores en los propios pacientes, no solo en el laboratorio», explicó el coautor principal Wajd Al-Holou, MD, un reputado neurocirujano que codirige la Clínica Multidisciplinaria de Tumores Cerebrales de Michigan.

Aunque tanto los tejidos normales como las células tumorales utilizaron gran cantidad de azúcar, lo hicieron para diferentes propósitos.

“Es una bifurcación metabólica en el camino”, dijo Andrew Scott, Ph.D., investigador del laboratorio de Wahl.

“El cerebro canaliza el azúcar hacia la producción de energía y neurotransmisores para el pensamiento y la salud, pero los tumores redirigen el azúcar para producir materiales para más células cancerosas”.

El equipo descubrió que los tejidos sanos utilizaban azúcares para generar energía y producir sustancias químicas que permiten que el cerebro funcione correctamente.

Los glioblastomas, por otro lado, desactivaron esos procesos y en su lugar convirtieron el azúcar en moléculas como nucleótidos (los componentes básicos del ADN y el ARN) que los ayudaron a crecer e invadir los tejidos circundantes.

Las dietas restringidas en aminoácidos pueden mejorar los resultados del tratamiento en ratones

Los investigadores también notaron otras diferencias importantes.

El cerebro normal utilizaba el azúcar para producir aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas. Sin embargo, los cánceres cerebrales parecían desactivar esta vía y, en su lugar, extraían estos aminoácidos de la sangre.

Este hallazgo llevó a los investigadores a considerar si reducir los niveles de ciertos aminoácidos en la sangre podría afectar el cáncer cerebral sin afectar al cerebro normal.

Probaron si los ratones que fueron alimentados con una dieta restringida en aminoácidos obtuvieron mejores resultados del tratamiento.

«Cuando eliminamos los aminoácidos serina y glicina en los ratones, su respuesta a la radiación y la quimioterapia fue mejor y los tumores fueron más pequeños que en los ratones de control que fueron alimentados con serina», señala el coautor principal Deepak Nagrath, Ph.D., profesor de ingeniería biomédica y doctor en filosofía.

Basándose en sus mediciones en ratones, el equipo también construyó modelos matemáticos que pueden rastrear cómo se utiliza la glucosa en diferentes vías, lo que puede ayudar a identificar otros objetivos farmacológicos.

El coautor principal Costas Lyssiotis, Ph.D., profesor de fisiología molecular e integrativa, comparó las vías metabólicas con las carreteras y los medicamentos con los obstáculos.

Colocar un control en una autopista rápida con mucho tráfico tendrá un efecto mayor que bloquear una carretera rural con un límite de velocidad más bajo y solo unos pocos automóviles.

De manera similar, en un cerebro normal, la absorción del aminoácido serina de la sangre es como una carretera rural lenta.

No obstante, el cáncer cerebral es como una autopista muy transitada, lo que ofrece a los investigadores la oportunidad de atacar selectivamente el cáncer.

El equipo está trabajando para iniciar pronto ensayos clínicos para probar si las dietas especializadas que limitan los niveles de serina en sangre también pueden ayudar a los pacientes con glioblastoma.

«Este es un esfuerzo multidisciplinario de toda la universidad», expresó Wahl.

“Es un estudio que ningún investigador individual podría realizar por su sola cuenta, y estoy inmensamente agradecido de ser parte de un equipo que trabaja en conjunto para hacer descubrimientos importantes que pueden mejorar los tratamientos para nuestros pacientes”.

Fuente: un artículo de Ananya Sen publicado en el portal neurosciencenews.com

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