Las plantas de energía de las células cancerosas como prometedores objetivos terapéuticos
las células cancerosas "centrales eléctricas" como dianas terapéuticas prometedoras: una visión general.
(Evidencias Médicas Científicas)
Pedersen PL. J Bioenerg Biomembr. 2007 Feb;39(1):1-12.
Fuente
Departamento de Química Biológica, Johns Hopkins University, Facultad de Medicina, 725 Norte Wolfe Street, Baltimore, Maryland 21205-2185, EE.UU.. ppederse@jhmi.edu
UNA MIRADA A LAS TÉCNICAS ACTUALES PARA REDUCIR EFECTOS EN CELULAS CANCEROSAS
En este artículo de introducción a la serie de revisión titulado "Las plantas de energía de las células cancerosas como prometedores objetivos terapéuticos" está escrito, mientras que más de 20 millones de personas sufren de cáncer. En él se resumen las estrategias para destruir o prevenir el cáncer atacando a sus fábricas de producción de energía, es decir, "las plantas de energía." Todos los animales nucleadas / células humanas tienen dos tipos de plantas de energía, es decir, sistemas que hacen que la "alta energía" compuesto de ATP a partir de ADP y P (i). Uno de ellos es "glucólisis", el otro la "mitocondria". En contraste con la mayoría de las células normales que las mitocondrias son los principales productores de ATP (> 90%) en el fomento del crecimiento, los cánceres humanos detectados a través de tomografía por emisión de positrones (PET) se basan en dos tipos de centrales eléctricas. En esos tipos de cáncer, la glucólisis puede contribuir casi la mitad de la ATP, incluso en presencia de oxígeno ("efecto de Warburg"). Basado únicamente en la energética celular, esto presenta un reto para identificar los agentes curativos que destruyen las células cancerosas sólo, ya que deben destruir sus plantas de energía que causa "la muerte celular necrótica" y dejar las células normales solo. Uno de estos agentes, de 3 bromopiruvato (3-BrPA), un análogo del ácido láctico, se ha demostrado que inhibe la producción de ATP mitocondrial en glucolítica y cánceres de crecimiento rápido (Ko et al. Letts cáncer., 173, 83-91, 2001 ), salir de las células normales solo, y erradicar el cáncer avanzado (19 de 19) en un modelo de roedores (Ko et al., Biochem. Biophys. Res.. Commun., 324, 269-275, 2004). Un segundo método consiste en inducir a las células cancerosas sólo para someterse a "la muerte celular por apoptosis." Aquí, las mitocondrias celulares liberar factores que inducen la muerte (por ejemplo, el citocromo c). En un tercer enfoque, las células cancerosas son inducidas a morir por los acontecimientos, tanto apoptosis y necrosis. En resumen, mucho esfuerzo se está centrando en la identificación de los agentes que inducen la muerte celular "necrosis", "apoptosis" o apoptosis más necrótico sólo en las células cancerosas. Sin tener en cuenta cómo la muerte se inflige, todas las células del cáncer tienen que morir, ya sea rápido o lento.
LAS CÉLULAS DE CÁNCER DEBEN "REPROGRAMAR" LA ENERGÍA DEBE CRECER Y EXTENDERSE, SUGIERE UN ESTUDIO
Fecha de lanzamiento: 05/07/2007
El estudio de un síndrome hereditario poco común, los investigadores de Johns Hopkins han descubierto que las células del cáncer pueden reprogramar para rechazar su propia energía, maquinaria para la fabricación y el uso de menor cantidad de oxígeno, y que estos cambios podrían ayudar a las células cancerosas sobrevivir y extenderse.
Los científicos Hopkins informan que la pérdida de un solo gen en las células de cáncer de riñón hace que se dejen de hacer las mitocondrias, las centrales eléctricas pequeñas de la célula que consumen oxígeno para generar energía.
En cambio, las células de cáncer de utilizar el proceso de fermentación menos eficiente, lo que genera menos energía pero no requiere oxígeno. Como resultado, las células cancerosas deben tomar en grandes cantidades de glucosa. El apetito de las células cancerosas de la glucosa es tan grande que se puede utilizar para identificar a los grupos pequeños de células tumorales que se han diseminado por todo el cuerpo.
Aunque los cambios en las mitocondrias se han descrito en muchos tipos de cáncer, el estudio de Hopkins muestra por primera vez cómo una mutación causante de cáncer puede bloquear su producción.
"Debe haber una gran ventaja a las células cancerosas a dejar de usar un proceso altamente eficiente en favor de una que genera mucha menos energía", dice Gregg Semenza, MD, Ph.D., profesor de pediatría y director del programa de biología vascular el Instituto de Ingeniería Celular de la Universidad Johns Hopkins.
Pero rechazar el "termostato" en cierto sentido, puede dar a la célula cancerosa una ventaja de supervivencia. Informes en el 08 de mayo de la revista Cell Cancer, Semenza y sus colegas encontraron que si invierte el interruptor y forzaron a las células de cáncer de riñón para empezar a hacer otra vez las mitocondrias, las células producen mayores cantidades de radicales libres, que pueden causar que las células dejen de dividirse o incluso mueren.
Equipo Semenza al descubierto el mecanismo mitocondrial en un estudio de Von Hippel-Lindau (VHL), síndrome, causado por una sola mutación genética y se caracteriza por la tendencia a desarrollar tumores de muchas partes del cuerpo, incluyendo las glándulas del riñón, el cerebro y las glándulas suprarrenales.
Semenza y sus colegas midieron el contenido mitocondrial y el uso de oxígeno en las células de cáncer de riñón que no contienen proteína VHL y en las mismas celdas con VHL "ingeniería" back in Restauración de la BVS causado a las células para hacer dos o tres veces más mitocondrias y el uso de dos a tres veces más oxígeno.
BVS normalmente bloquea la acción de HIF-1, una proteína que el grupo de Hopkins descubrió en 1992. Células que normalmente se hacen de HIF-1 sólo bajo condiciones de bajo oxígeno, cuando la fermentación es necesaria para producir energía. Sin embargo, en ausencia de la BVS, HIF-1 se activa incluso cuando el oxígeno es abundante y activa genes que ayudan a una célula absorben más glucosa.
El presente trabajo muestra que el exceso de HIF-1 contraría una proteína llamada MYC, que normalmente estimula las células para que las mitocondrias. "Debido a MYC está activada en muchos otros tipos de cáncer, estos resultados sugieren que el cierre de la mitocondria debe ser un evento muy importante en el cáncer de riñón", señala Semenza.
Actualmente no hay tratamiento disponible para los pacientes con cáncer renal avanzado. Los científicos de compañías farmacéuticas, el Instituto Nacional del Cáncer, y los laboratorios de Hopkins y de otras universidades están investigando si los fármacos que inhiben HIF-1 puede ser útil para el tratamiento del cáncer.
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud.
Los autores del artículo son Huafeng Zhang, Gao Ping, Fukuda Ryo, Krishnamachary Balaji, Karen Zeller, Chi V. Dang y Semenza de Hopkins, y Ganesh Kumar de la Universidad de Chicago.
