Autores
Isis Baeza Cortina
Estudiante de la Maestría en Ciencias Médicas, Facultad de Medicina, Universidad de Colima
Nelly Margarita Macías Gómez
Centro de Investigación en Biología Molecular de Enfermedades Crónicas (CIBIMEC), Centro Universitario del Sur, Universidad de Guadalajara
Contacto: nelly.macias@cusur.udg.mx
A veces, las moléculas cancerígenas no vienen de los cigarros ni de productos químicos externos. Como si de una película de suspenso se tratara, el villano viene de dentro. Los oncometabolitos son justo eso: moléculas producidas por nuestras células que contribuyen al desarrollo del cáncer. No es que sean moléculas malvadas, al contrario, día a día las producimos de manera normal para poder funcionar, y quizás hayas escuchado de ellas con el nombre de ‘metabolitos’. ¿Entonces cuál es el problema? Que, en condiciones perjudiciales, como lo es el cáncer, estos metabolitos se acumulan de manera favorecedora para los tumores, lo que los convierte en oncometabolitos. Pero para entender estas moléculas primero tenemos que hablar de su origen: las vías metabólicas.
Vías metabólicas: Productoras de energía, alimento y… ¿Cáncer?
De manera constante, dentro de las células suceden reacciones químicas que son necesarias para que la célula obtenga energía, se deshaga de sus residuos tóxicos y trabaje de manera normal. A todo esto se le conoce como metabolismo celular [1]. Este metabolismo celular se lleva a cabo dentro de la misma célula y lo hace a través de la activación de vías metabólicas. En pocas palabras, las vías metabólicas son como líneas de producción, en donde las células toman de la sangre los nutrientes, los meten a las células y los procesan, generando productos necesarios para seguir funcionando y deshechos. Todas estas funciones las lleva a cabo mediante la ayuda de ciertas proteínas conocidas como enzimas, cuyo trabajo es producir cambios o, dicho de otra forma, catalizar o favorecer reacciones, por lo que su actividad dentro de la célula es crucial para mantenerla saludable. Así mismo, estas mismas vías metabólicas regulan la formación y eliminación de los desechos metabólicos, contribuyendo así al bienestar celular. Una de las vías metabólicas más frecuentes que llevan a cabo las células es la glucólisis, donde se obtiene energía a partir de la glucosa; se comienza con una molécula de glucosa y al final de la vía metabólica se obtienen las moléculas de piruvato y ATP (Adenosina trifosfato), siendo esta última, la principal molécula de energía en la célula. Así, dentro de la célula existen muchas otras vías que son activadas para cubrir las necesidades de las células, desde proteínas útiles para llevar una división celular exitosa, así como aquellas que son indispensables para llevar a la célula a su muerte programada (apoptosis) cuando ya es vieja (senescencia) o ha sufrido algún daño irreparable. Justo como cuando se sigue una receta de cocina y se producen residuos o sobran ingredientes que solo se utilizaron parcialmente, en las vías metabólicas pasa algo similar. Mientras las enzimas hacen su trabajo de catalizar reacciones, se van generando productos secundarios o metabolitos, que son moléculas que se produjeron o utilizaron durante las vías metabólicas pero que no son las moléculas finales que se necesitaban durante todo el proceso, tal como el piruvato o el ATP.
Oncometabolitos, los amigos que se vuelven enemigos
Pero… ¿Dónde entran los oncometabolitos en todo esto? Como tal, en todo momento han estado presentes en las células sanas en forma de metabolitos, pero estos se transforman en oncometabolitos cuando la célula enferma. Tal es el caso de una célula con cáncer, donde se producen los metabolitos de manera excesiva a través de otras vías metabólicas que no son las comunes, ocasionando una acumulación de metabolitos, favoreciendo así la producción de mayores cantidades de energía que es utilizada para garantizar la supervivencia de las células de los tumores y su división rápida y constante. A este proceso se le conoce como reprogramación metabólica [2].
Estos oncometabolitos se producen por cambios y alteraciones en las vías metabólicas en las que participan (Figura 1), y las razones por las que suceden estas alteraciones son diversas, tales como: un daño en la información genética (ADN- Ácido Desoxiribonucleico) de la célula producido por agentes externos como la radiación, químicos, virus, etc.; mutaciones en el ADN heredadas de padres a hijos; daños en organelas importantes dentro de la célula como la mitocondria debido a una acumulación de moléculas dañinas, etc. En el caso de las células cancerígenas, las vías metabólicas son modificadas de tal manera que, la célula garantiza un aporte de nutrientes y energía para vivir, dividirse y proliferar de manera rápida y constante, hasta evitar la muerte celular, convirtiéndose en células inmortales. Un ejemplo de las modificaciones del metabolismo es el estado de hipoxia celular, y se lleva a cabo cuando la célula requiere de energía, pero no tiene nutrientes para generarla, o existen muy pocos disponibles, y las cantidades de oxígeno son escasas. Este proceso es similar a cuando realizamos un ejercicio intenso, y existe una demanda de glucosa excesiva por las células musculares, y las obtiene por vías metabólicas alternas, generando una cantidad excesiva de lactato como metabolito. En células sanas, este exceso de lactato es degradado o reutilizado, evitando su acumulación dañina. En el caso de las células transformadas por el cáncer, el lactato se vuelve un oncometabolito, ya que se produce en cantidades muy elevadas y se acumula, volviendo el microambiente tumoral más ácido. Esto no afecta a las células cancerígenas pues se pueden adaptar… Pero las células del sistema inmune no pueden adaptarse tan fácilmente, así que como resultado obtenemos un grupo de células cancerígenas rodeadas por un ambiente desfavorable para las células que combaten los tumores. En otras palabras, no pueden acceder a ellas porque el entorno no se lo permite.
Existen diferentes oncometabolitos que son secretados en el microambiente tumoral para satisfacer las diferentes necesidades alteradas del tumor [3], como es el caso del succinato, metabolito producido por el ciclo de Krebs y que las células tumorales secretan en exceso para favorecer la propagación de las células tumorales a tejidos vecinos o a distancia, proceso conocido como metástasis. Por otro lado, el fumarato es un oncometabolito que se sabe que evita la reparación del ADN dañado, generando células cancerígenas más agresivas y resistentes a medicamentos, además de interferir con los receptores de los linfocitos T CD8+, importantes agentes del sistema inmune y una de las líneas de defensa contra el cáncer.
Interesantemente, otra de las funciones de algunos oncometabolitos es imitar otras moléculas clave del metabolismo, entorpeciendo su trabajo en favor de las células cancerígenas. Este es el caso de 2-hidroxiglutarato (2-HG), que es estructuralmente parecido a otra molécula llamada α-cetoglutarato (α-KG). El oncometabolito 2-HG compite con el α-KG y cuando gana, favorece la producción de proteínas que contribuyen a la proliferación de las células cancerígenas.
Generalmente, los oncometabolitos se pueden encontrar en el microambiente tumoral, que es el entorno donde se desarrolla el tumor y que está conformado por un conjunto de células, moléculas y vasos sanguíneos que rodean y alimentan al tumor. Sin embargo, estos oncometabolitos también pueden viajar a través del torrente sanguíneo, contribuyendo al malestar de la persona.
La lista de oncometabolitos es larga, y los efectos que generan son diversos, pero algo que tienen en común es que son un apoyo fundamental para las células cancerígenas. Si bien se han identificado ciertos oncometabolitos, no necesariamente se excretan los mismos oncometabolitos en los diferentes tipos de cáncer.
Tomando todo lo anterior en cuenta, podemos notar que el tema de los oncometabolitos es más complejo de lo que inicialmente podría parecer y que es importante no perder de vista para entender y combatir el cáncer.
Conclusiones
En un principio, los oncometabolitos son moléculas que se generan de manera habitual en las células de nuestro cuerpo y tienen un papel relevante en sus procesos cotidianos como generar energía a la célula. Sin embargo, si estos procesos empiezan a fallar y no son reparados, los metabolitos se acumulan y se convierten en oncometabolitos, lo que genera daños a las células, favoreciendo el desarrollo de las células cancerígenas. Comprender cómo los oncometabolitos se generan, su función e interacción con las diversas células y otras moléculas del microambiente tumoral al que pertenecen, significa un paso importante en la comprensión y el combate al cáncer.
Referencias
[1] Kumar H. Metabolic pathways and metabolites shaping innate immunity. Int Rev Immunol. 2020 Apr 21;39(3):81-2. doi: 10.1080/08830185.2020.1747212.
[2] Hanahan D. Hallmarks of Cancer: New Dimensions. Cancer Discov. 2022 Jan 1;12(1):31-46. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35022204/.
[3] Chen L, Huang M. Oncometabolites in cancer: from cancer cells to the tumor microenvironment. Holist Integr Oncol. 2024 Jun 11;3(1):25.
Deja una respuesta