Las ayudas del estudio explican cómo las células del tumor crecen y proliferan rápidamente

Hace casi 80 años, el científico Otto Warburg observó que las células cancerosas realizan metabolismo energético en una manera que sea diferente de las células adultas normales.

Muchos décadas después, esta observación fueron explotados por los clínicos para visualizar mejor tumores usando proyección de imagen del ANIMAL DOMÉSTICO (tecnología de la emisión de positrones). Pero no se ha sabido exactamente cómo las células del tumor realizan esta hazaña metabólica alterna, ni era sabida si este proceso era esencial para el incremento del tumor.

Ahora, dos papeles que aparecen en la aplicación del 13 de marzo la ayuda de la naturaleza del gorrón contestan a estas preguntas. Llevado por los investigadores en el centro médico de la diaconisa de Beth Israel (BIDMC) y la Facultad de Medicina de Harvard, los papeles encuentran que el proceso metabólico que ha venido ser conocido como el efecto de Warburg es esencial para el incremento rápido de los tumores, y determinan la forma de la cinasa del piruvato (PKM2), una enzima del M2 implicada en metabolismo del azúcar, como mecanismo importante detrás de este proceso. Este descubrimiento podía ofrecer un objetivo para el revelado de las terapias futuras del cáncer.

“Con este estudio hemos contestado a una pregunta fundamental con respecto a la capacidad de las células del tumor de crecer rápidamente y proliferar,” explica a Lewis mayor Cantley autor, doctorado, director del centro del cáncer en BIDMC y profesor de la biología de sistemas en la Facultad de Medicina de Harvard.

La regla metabólica en tejidos rápidamente crecientes, tales como tejido o tumores fetales, es diferente de la del tejido adulto normal, Cantley explica. “Con glicolisis aerobia, o el efecto de Warburg, células cancerosas produzca la energía por la glucosa que toma a regímenes mucho más altos que otras células mientras que, al mismo tiempo, usando una fracción más pequeña de la glucosa para la producción energética. Esto permite que las células cancerosas funcionen más bién las células fetales, ascendiendo incremento extremadamente rápido.” Esta propiedad metabólica única de células cancerosas ha llevado al éxito de la proyección de imagen del ANIMAL DOMÉSTICO como medio para la detección del cáncer; porque la glucosa radioactiva inyectada en pacientes antes del examen de la proyección de imagen es tomada preferencial por las células glucosa-hambrientas del tumor, las áreas de la alta absorción de la glucosa se visualizan dramáticamente en la exploración del ANIMAL DOMÉSTICO.

Usando una pantalla proteomic nueva para determinar las proteínas obligatorias del nuevo phosphotyrosine, Cantley y sus colegas primero determinaron que PKM2 puede atar a los péptidos phosphotyrosine-que contienen. “Observamos que en contraste con las formas de la cinasa del piruvato encontradas en la mayoría de los tejidos adultos normales, sólo PKM2, que se encuentra en células fetales, obró recíprocamente con phosphotyrosine,” explica Cantley. “Esto que encontraba era determinado interesante porque los partes anteriores habían mostrado que esta forma del M2 era la forma de la cinasa del piruvato usada por todas las células cancerosas.”

Para entender las implicaciones de este descubrimiento, Cantley y el suyo coauthors emprendido después experimentos para evaluar la importancia de PKM2 a las células cancerosas. Razonando que el tejido del tumor cambia la expresión de la cinasa del piruvato de un isoform del adulto M1 al isoform embrionario del M2, realizaron immunoblotting y el análisis del immunohistochemistry de las variedades de células numerosas del cáncer, de los modelos del cáncer de pecho y del cáncer de colon humano, confirmando que PKM2 era la única forma de la cinasa del piruvato encontrada en tejido cacerígeno.

Los autores entonces golpearon hacia abajo la expresión PKM2 en variedades de células humanas del cáncer y expresaron la forma del adulto M1 en lugar de otro. Este interruptor de la forma fetal del M2 al isoform del adulto M1 llevó a la producción reducida del lactato y aumentó el consumo del oxígeno - una revocación del efecto de Warburg.

“Podíamos mostrar que solamente las células cuáles expresan la forma del M2 de la cinasa del piruvato - y metabolice la glucosa de la manera descrita por Otto Warburg hace 80 años - tenían la capacidad de formar tumores en ratones,” observamos Cantley. Además, los investigadores demostraron que es la capacidad de PKM2 obrar recíprocamente con el phosphotyrosine que permite a esta forma de la cinasa del piruvato ascender el metabolismo único de la glucosa visto en células cancerosas, de tal modo permitiendo que estas células hagan tumores in vivo.

Las conclusión son constantes con la idea que las células del tumor utilizan preferencial la glucosa para los propósitos con excepción de hacer el trifosfato de adenosina (ATP), el dinero en circulación de la energía usado por las células normales. “Sospechamos que este mecanismo desarrollado para asegurarse de que los tejidos fetales utilizan solamente la glucosa para el incremento cuando son activados por las cinasas apropiadas de la proteína-tirosina del receptor del factor de incremento,” agrega Cantley. “Por PKM2 de re-expresión, células cancerosas detecte la capacidad de utilizar la glucosa para los procesos anabólicos.

“Porque PKM2 se encuentra en todas las células cancerosas que hemos examinado, porque no se encuentra en la mayoría de los tejidos adultos normales, y porque es crítico para la formación del tumor, esta forma de la cinasa del piruvato es un objetivo posible para la terapia del cáncer,” él agrega.