Las células cancerosas tienen un talón de Aquiles
"Esta investigación básica puede sentar las bases de nuevas estrategias terapéuticas contra el cáncer"
Un punto débil oculto en las células tumorales abre un nuevo punto de partida para los medicamentos contra el cáncer: en el marco de un proyecto internacional, un equipo de investigación de la Universidad del Sarre y el Instituto Helmholtz de Investigación Farmacéutica del Sarre (HIPS) se centró en una proteína clave: ofrece una diana para alterar sensiblemente el metabolismo energético de las células cancerosas y, por decirlo sin rodeos, apagar su jugo.
Alexandra K. Kiemer, Simon Both (centro) y Martin Empting (derecha) descubrieron un punto débil de los tumores: una proteína que puede utilizarse para atacar el suministro energético de las células cancerosas.
© UdS/Ehrlich
Junto con grupos de investigación de Canadá, Estados Unidos y Corea, rastrearon proteínas que contribuyen al crecimiento y la propagación de tumores. Los investigadores han publicado sus hallazgos en la revista científica Cell Genomics.
La proteína de nombre sobrio PLK1 interviene en la división de las células de nuestro organismo. Sin embargo, PLK1 también desempeña un papel importante: contribuye a que las células tumorales muten, crezcan rápidamente y den un mal pronóstico a los pacientes con cáncer. Como consecuencia, la proteína dificulta la terapia porque favorece que los tumores estén formados no sólo por células similares, sino por muchas células distintas con características diferentes. Por eso, un consorcio internacional de investigación está tras la pista de la proteína PLK1 con razón: el objetivo es encontrar nuevos enfoques para terapias contra tumores malignos que tienden a crecer y extenderse agresivamente.
Sin embargo, la "polo-like kinase 1", como se conoce plenamente a la PLK1, no está poniendo las cosas fáciles a los investigadores de Canadá, Estados Unidos, Corea y Alemania. Y es que atacar directamente a la proteína para evitar mutaciones no ha tenido el éxito deseado. Varias empresas farmacéuticas ya han desarrollado inhibidores. "Sin embargo, inhibir directamente la actividad de PLK1, es decir, detener, ralentizar o interrumpir de otro modo los procesos, sólo ha demostrado beneficios clínicos limitados. Los pacientes no se beneficiaban de ello", explica Alexandra K. Kiemer, catedrática de Biología Farmacéutica de la Universidad del Sarre.
Por eso, los investigadores intentaron atacar la proteína de una forma indirecta, por la puerta de atrás, por así decirlo. Así dieron con la IGF2BP2, otra proteína que interactúa con la PLK1: Ambas proteínas se influyen mutuamente, están estrechamente relacionadas e interactúan. "Pudimos demostrar que IGF2BP2 es una diana alternativa que merece la pena para atacar a PLK1 en los tumores", explica Alexandra K. Kiemer. Junto con el profesor Martin Empting y el estudiante de doctorado Simon Both, ha logrado demostrarlo: IGF2BP2 sirve para acceder a PLK1 y a sus acciones nocivas.
Cuando los tumores crecen y se extienden por el organismo, se produce una interacción extremadamente compleja entre una gran variedad de actores. A nivel molecular tienen lugar innumerables mecanismos. Muchos protagonistas intervienen como pequeños engranajes de una gran máquina. Por ejemplo, algunos de ellos contribuyen a través de pasos intermedios a vías de señalización celular incorrectas y mutaciones que alteran los procesos que regulan cómo crecen y se dividen las células. La proteína IGF2BP2 es uno de esos pequeños engranajes que ponen en marcha procesos que también influyen en PLK1.
"La proteína IGF2BP2 favorece el crecimiento y la propagación del cáncer. Si inhibimos esta proteína, el tumor crece más despacio y deja de mutar", resume Martin Empting. "En nuestra serie de experimentos, inhibimos la actividad de IGF2BP2. Pudimos demostrar que así se inhibe el crecimiento de los tumores en los que está implicada PLK1". IGF2BP2 y PLK1 son genéticamente interdependientes. Sin IGF2BP2, PLK1 también se regula a la baja y el crecimiento tumoral se restringe significativamente", afirma Martin Empting, explicando los hallazgos del equipo de investigación de Saarbrücken. Empting es catedrático de Química Médica de Antiinfecciosos en la Universidad de Saarland e investiga en el Instituto Helmholtz de Investigación Farmacéutica de Saarland (HIPS).
Sin la proteína IGF2BP2, la información genética no se transmite, el metabolismo en las células cancerosas se interrumpe y esto en un punto sensible: las centrales energéticas de la célula. "Las mitocondrias producen la energía que las células necesitan para sus procesos. Para ello dependen de determinadas proteínas. Sin IGF2BP2, el metabolismo energético de la célula cancerosa se ve gravemente afectado", explica el estudiante de doctorado Simon Both, que dirigió la serie de experimentos. Por tanto, las células cancerosas, ávidas de energía, tienen el grifo cerrado.
"Con la proteína IGF2BP2 hemos encontrado un talón de Aquiles de las células cancerosas que ahora puede aprovecharse para luchar contra las propiedades promotoras de tumores de PLK1. Esta investigación básica puede sentar las bases de nuevas estrategias terapéuticas contra el cáncer", afirma Alexandra K. Kiemer.
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Publicación original
Chelsea E. Cunningham, Frederick S. Vizeacoumar, Yue Zhang, Liliia Kyrylenko, Simon Both, Vincent Maranda, He Dong, Jared D.W. Price, Peng Gao, Konrad Wagner, Yingwen Wu, Mary Lazell-Wright, Ashtalakshmi Ganapathysamy, Rithik Hari, Kalpana K. Bhanumathy, ... Andrew Freywald, Franco J. Vizeacoumar; "Identification of targetable vulnerabilities of PLK1-overexpressing cancers by synthetic dosage lethality"; Cell Genomics
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