Cáncer de pulmón: un enemigo formidable
Como oncólogo torácico del Hospital General de Massachusetts, el coautor principal Jaime Schneider trata regularmente a pacientes con cáncer de pulmón y ve de primera mano cuán agresiva y persistente puede ser la enfermedad.
“Un gran porcentaje de los pacientes que veo en la clínica evolucionan bien durante un tiempo con las terapias disponibles actualmente, pero con el tiempo recaen”, dijo Schneider, quien también es instructor de medicina en biología celular en HMS.
El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en los Estados Unidos y en todo el mundo , y, señaló Schneider, los casos están aumentando entre quienes nunca han fumado y ex fumadores leves por razones que aún no se comprenden bien.
Los pacientes de Schneider, muchos de los cuales donaron muestras de tumores para el estudio, la inspiraron a aprender más sobre las bases moleculares de la enfermedad.
“Necesitamos pensar de manera innovadora para comprender mejor la biología de la enfermedad del cáncer de pulmón e identificar nuevos objetivos terapéuticos”, afirmó.
Schneider se unió al laboratorio de la autora principal Marcia Haigis , profesora de biología celular en el Instituto Blavatnik de la HMS, que estudia cómo los cambios metabólicos pueden acelerar el envejecimiento y provocar enfermedades. Mientras trabajaba en el laboratorio de Haigis, Schneider se puso en contacto con la coautora principal Kiran Kurmi , entonces investigadora asociada con experiencia en bioquímica y señalización de células cancerosas.
Las células cancerosas deben cambiar su metabolismo para seguir creciendo y sobreviviendo en medio de los ataques del sistema inmunológico y los tratamientos contra el cáncer, explicó Haigis.
“Nuestro objetivo era comprender cómo las aberraciones de genes específicos del cáncer podrían reconfigurar directamente las vías metabólicas para permitir el crecimiento del cáncer”, afirmó.
Haigis considera que el metabolismo del cáncer es un área emergente en la investigación sobre el cáncer y que podría informar el diseño de una nueva generación de terapias de precisión contra el cáncer dirigidas directamente a los procesos celulares que desencadenan el crecimiento del tumor.
Detectives metabólicos en el caso
Los investigadores se propusieron estudiar los cánceres de pulmón causados por una alteración en el gen ALK que conduce a la producción de una proteína ALK anormal. En primer lugar, analizaron las proteínas metabólicas presentes en estos cánceres ALK -positivos e identificaron a GUK1 como una de particular interés.
“Estábamos realmente intrigados por lo que significa la interacción entre ALK y GUK1, y como detectives metabólicos, eso fue lo que seguimos”, dijo Haigis.
A continuación, realizaron una serie de experimentos en ratones y células cancerosas derivadas de pacientes para explorar la contribución de GUK1 a los cambios metabólicos en las células cancerosas ALK -positivas.
Los científicos determinaron que GUK1 es una enzima que ayuda a las proteínas ALK anormales a producir una molécula llamada GDP, un precursor de la molécula GTP rica en energía que las células cancerosas necesitan para tareas como dividirse y producir proteínas. Cuando los investigadores desactivaron GUK1, el crecimiento de las células cancerosas se ralentizó considerablemente, lo que sugiere que los cánceres ALK -positivos se vuelven altamente dependientes de esta enzima como combustible molecular para sus travesuras.
“GUK1 resultó ser un factor metabólico en este subconjunto de cáncer de pulmón que facilita el crecimiento y la supervivencia del tumor”, afirmó Schneider.
El equipo también encontró evidencia de niveles elevados de GUK1 en subtipos adicionales de cáncer de pulmón, lo que sugiere que la enzima puede desempeñar un papel en los cánceres de pulmón provocados por otros defectos genéticos.
“Al centrarnos en la biología básica del cáncer de pulmón, pudimos identificar un nuevo mecanismo metabólico que es importante en la enfermedad”, afirmó Haigis.
