Esperando en los bloques de salida, los músculos de los velocistas están a punto de necesitar producir mucha energía. Y rápido. Para estallidos breves de energía como este, el cuerpo no puede confiar en sus métodos habituales de producción.
En su lugar, se basa en una reserva de una molécula llamada fosfato de creatina, que puede convertirse rápidamente en creatina en una reacción que libera mucha energía, actuando como un impulso turbo.
Cuando la pistola se dispara, el fosfato de creatina almacenado se convierte, los músculos del velocista se contraen y se dirigen a la línea de meta.
Sorprendentemente, esta cascada de sustancias químicas también es utilizada por los cánceres de páncreas cuando comienzan a propagarse.
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Bloques de empezar
La profesora Laura Machesky, experta en propagación del cáncer en el Instituto Beatson de Investigación del Cáncer del Reino Unido, ha estado interesada en cómo se propaga el cáncer de páncreas durante varios años.
Los cánceres de páncreas son conocidos por ser particularmente agresivos y tienden a diseminarse a otras partes del cuerpo en un proceso llamado metástasis. También son conocidos por ser tumores muy rígidos.
“Queríamos saber si la rigidez característica de los cánceres de páncreas podría estar haciéndolos más agresivos”, dice Machesky.
Pero antes de que pudieran salir del bloque de salida, necesitaban poder recrear las condiciones de carrera en el laboratorio. Y para eso, necesitaban un ingeniero.
El profesor Manuel Salmeron-Sanchez, experto en ingeniería biomédica de la Universidad de Glasgow, lidera un equipo que crea diversos materiales para estudiar la reparación y regeneración de tejidos.
Trabaja en ‘hidrogeles’: geles hechos de diferentes cadenas de moléculas (polímeros) suspendidas en agua. Debido a que los hidrogeles tienen un grado de flexibilidad y actúan como tejido corporal, son útiles para hacer lentes de contacto. Pero también son útiles en el laboratorio.
El laboratorio de Salmeron-Sanchez se encargó de diseñar materiales que pudieran recrear tumores pancreáticos de diferentes rigideces.
“La colaboración entre nuestros laboratorios fue esencial para esta investigación”, dice Machesky. “Trabajar en equipo con laboratorios de diferentes disciplinas te permite ver las cosas de una manera diferente, y ninguno de nosotros habría sido capaz de producir estos resultados por nuestra cuenta”.
Con los materiales en su lugar, la carrera finalmente podría comenzar.
Impulso de energía
Al publicar su trabajo en Nature Metabolism , el equipo descubrió que las células de cáncer de páncreas que crecían en un entorno tumoral rígido se volvieron más móviles.
Esto sucedió con las células cancerosas que tenían ADN idéntico, lo que reveló que la naturaleza agresiva del cáncer no estaba completamente conectada: el entorno físico de la célula también jugó un papel importante.
Curiosamente, las células que crecieron en un entorno más rígido también crearon y usaron más energía. Lo que llevó a la siguiente pregunta del equipo: ¿de dónde proviene esta energía adicional?
“Esta es una pregunta interesante, ya que generalmente se cree que los tumores pancreáticos tienen poco acceso al oxígeno y los nutrientes, que son combustible esencial para las células cancerosas”, dice el Dr. Oliver Maddocks, experto en metabolismo del cáncer en el Instituto de Ciencias del Cáncer de la Universidad de Glasgow. “Sin embargo, investigaciones anteriores han demostrado que las células cancerosas pueden ser bastante flexibles cuando se trata de encontrar fuentes de energía”.
El laboratorio de Maddocks se especializa en el metabolismo del cáncer, lo que permitió a los equipos observar los procesos energéticos que tienen lugar dentro de las células y ayudó a reconstruir lo que realmente estaba sucediendo.
haciendo un sprint
Las células que necesitan moverse mucho, como las células inmunitarias que patrullan el cuerpo en busca de invasores, mueven sus paquetes de energía internos, estructuras llamadas mitocondrias, hasta el borde de la célula en la dirección en la que quieren moverse.
Pero otra forma común en que las células producen energía es a través del fosfato de creatina almacenado que usamos en las carreras de velocidad.
Y resulta que las células de cáncer de páncreas que crecieron en ambientes más rígidos también tenían niveles más altos de creatina y una enzima llamada creatina quinasa tipo B (CKB), que convierte el fosfato de creatina en creatina.
Este resultado fue prometedor para la teoría del equipo, por lo que luego probaron si la eliminación de CKB de una célula afectaba su capacidad para migrar. Y alentadoramente lo hizo: las células cancerosas que carecían de CKB no podían moverse de la misma manera que las células cancerosas normales.
Esto mostró por primera vez que CKB es un vínculo importante entre la migración celular, el metabolismo y las propiedades físicas del entorno del cáncer de páncreas.
Según estos vínculos, es posible que centrarse en CKB sea una opción para prevenir la metástasis en el cáncer de páncreas.
Esta teoría fue respaldada por algunas pruebas iniciales en ratones, donde los tumores con CKB eliminados o bloqueados se propagaron menos desde el bazo hasta el hígado. El equipo espera investigar esto más a fondo, además de experimentar con materiales más complicados que estén aún más cerca del entorno real del tumor.
Y Machesky está entusiasmado con lo que viene después de esta colaboración. “Comenzamos esta investigación sin ideas preconcebidas de lo que podríamos encontrar, pero terminamos con algunos resultados emocionantes que esperamos seguir adelante”.
Harry Jenkins es oficial de medios científicos en Cancer Research UK
Referencia
Papalazarou, V. et al. (2020) El sistema creatina-fosfágeno responde mecánicamente en el adenocarcinoma de páncreas y estimula la invasión y la metástasis. Medicina de la Naturaleza . DOI: 10.1038/s42255-019-0159-z
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.