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Religando o Metabolismo do Câncer

Atualizado: 15 de fev.


Pesquisa descobre que células de câncer de cólon que não se dividem usam metabolismo de glicose alterado.

Pesquisadores da Harvard Medical School revelaram novos insights sobre as adaptações que as células cancerígenas fazem para reconectar seu metabolismo para alcançar o crescimento e sobreviver.


As descobertas, publicadas na Nature Communications, incluem um desafio a um recurso bem conhecido no metabolismo do câncer e levantam a necessidade de ferramentas para estudar o metabolismo das células cancerígenas em um nível quase de célula única.


Na década de 1920, o Preêmio Nobel Otto Warburg observou que as células cancerosas adaptam metabolicamente sua via de glicose de maneiras incomuns.

Normalmente, a glicose o principal nutriente necessário para o funcionamento das células é enviada para as mitocôndrias da célula para ser decomposta em energia, um processo que requer oxigênio.


As células cancerosas, no entanto, parecem aumentar rapidamente a captação de glicose e fermentá-la diretamente em lactato, mesmo na presença de oxigênio e mitocôndrias funcionais.


“Ele chamou de glicólise aeróbica, mas nós a conhecemos como o efeito Warburg ”, disse o principal autor do artigo, Raul Mostoslavsky , professor do HMS Laurel Schwartz no campo da oncologia e codiretor científico do Massachusetts General Hospital Cancer Center.


Por quase 15 anos os pesquisadores vêm tentando explicar por que as células cancerosas fazem isso.

A equipe de Mostoslavsky estudou tumores de câncer de cólon para saber mais, desenvolvendo um repórter fluorescente que corava apenas um marcador de glicólise nas células do tumor.


Usando este repórter e uma abordagem de imagem de espectrometria de massa desenvolvida pela colaboradora Nathalie Agar, professora associada de neurocirurgia do HMS no Brigham and Women’s Hospital, os pesquisadores descobriram que nem todas as células dentro da célula de câncer de cólon dependiam da glicólise de Warburg.


“Descobrimos que essa adaptação metabólica não ocorre em todo o tumor, apenas em um grupo heterogêneo que não estava se dividindo”, disse Mostoslavsky.

Sua equipe já havia publicado essa característica heterogênea no carcinoma de células escamosas, mas esta é a primeira vez que foi demonstrada no câncer de cólon e em células que não se dividem.

“O que realmente nos surpreendeu é que quando manchamos as células tumorais com um marcador de proliferação celular, elas eram mutuamente exclusivas”, acrescentou Mostoslavsky.

Nos cânceres de cólon totalmente transformados, as células que estavam fazendo a glicose de Warburg não estavam se dividindo.


“Isso desafia completamente o dogma do efeito Warburg”, disse Mostoslavsky.

Nos últimos 10 a 15 anos, a maioria dos pesquisadores que trabalham no metabolismo do câncer sustentam que as células cancerígenas fazem a glicólise de Warburg para enviar glicose para a produção de biomassa, ou proliferação rápida.


“Em vez disso, descobrimos que a principal razão pela qual eles estavam fazendo isso era reduzir as espécies reativas de oxigênio, ou ROS”, disse ele.


As espécies reativas de oxigênio danificam as células durante a quebra da glicose e a produção de energia. “As células fazem o metabolismo de Warburg para proteger contra o acúmulo de ROS”, disse Mostoslavsky.


A pesquisa mostrou que, de fato, a glicólise de Warburg é real e funcional nas células cancerígenas como uma adaptação necessária.


“Mas não é pela razão que costumávamos pensar”, disse Mostoslavsky. “Isso significa que precisamos repensar como estamos estudando o metabolismo do câncer.”


Grande parte do avanço feito nos últimos 10 anos estudando o metabolismo do câncer vem da análise de espectrometria de massa da metabolômica, que requer muitas células. O problema é a falta de meios para analisar a heterogeneidade celular.


“Se a adaptação metabólica acontecer em algumas células cancerígenas ou não em outras, você não poderá determinar isso com as tecnologias atuais que existem”, disse Mostoslavsky. “Agora sabemos que a glicólise de Warburg é uma característica heterogênea que ocorre em tumores, então precisamos desenvolver ferramentas que nos permitam investigar tumores de forma unicelular”.


No artigo, a equipe contou com uma nova ferramenta de imagem de espectrometria de massa desenvolvida para obter dados quase em uma resolução de célula única.


“Está claro que o metabolismo do câncer é altamente heterogêneo, então precisaremos de novas ferramentas como esta para estudar e definir essas características metabólicas em tumores”, disse Mostoslavsky.




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