Tumore-Immagine Credit Public Domain-
Gli scienziati non hanno mai saputo con precisione quanta energia consuma un tumore canceroso crescendo nel corpo dei mammiferi.
Hanno ipotizzato che consuma una grande quantità di energia, agitando i nutrienti e mettendo in svantaggio i tessuti sani – cuore, fegato, pancreas – mentre il sistema metabolico diffonde la ricchezza nutritiva.
Ma in un nuovo studio, i ricercatori della Princeton Chemistry e della Ludwig Princeton Branch dimostrano per la prima volta che in realtà è vero il contrario: la conversione dei nutrienti da parte di un tumore in energia cellulare utilizzabile è marcatamente, quantificabilmente lenta.
Questa letargia può aiutare i tumori a conservare energia per compiti più nefasti come la crescita e le metastasi, secondo una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Nature da Joshua Rabinowitz, Direttore del Ludwig Princeton Branch, Professore di chimica e del Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics e dal suo team.
In cinque diversi tipi di cancro, il team di ricerca ha scoperto che i tumori riescono a proliferare con budget a bassa energia in parte perché trascurano le normali funzioni dei tessuti che gli organi sani svolgono a beneficio del corpo nel suo insieme.
La scoperta ha vaste implicazioni per le strategie anti-cancro perché dirige la nostra attenzione sul rallentamento del metabolismo energetico.
Alcuni trattamenti proposti per i malati di cancro ruotano attorno a una strategia di “affamare il tumore”, partendo dal presupposto che senza nutrienti un tumore non può prosperare. Dal punto di vista generale dei substrati energetici, questa strategia è ora quanto meno discutibile.
Ma i ricercatori hanno scoperto che i tumori utilizzano un particolare nutriente, il glucosio, più dei tessuti normali e quindi questo si allinea con la possibilità di combinare terapie antitumorali standard con diete che riducono il glucosio circolante, come la dieta chetogenica.
“Penso che le persone presumano che il cancro abbia bisogno di molta energia per dividersi e proliferare. Ma nessuno aveva effettivamente misurato quanta energia produce e usa il cancro rispetto ai tuoi organi sani“, ha detto Caroline Bartman, ricercatrice associata. studioso del gruppo di Rabinowitz e autore principale dell’articolo.
“Abbiamo sviluppato un modo per misurare l’energia nei tumori e abbiamo trovato una differenza drammatica tra i tumori e altri tessuti. Quindi ora abbiamo questo paradigma secondo cui il cancro è parsimonioso: smetterà di usare l’energia per tutti questi compiti salutari e la dedicherà solo alla proliferazione Questo ti dice è che quei tipi di strade, come far morire di fame il cancro, da sole non saranno buone strategie per il trattamento”.
I ricercatori sono rimasti molto sorpresi dai risultati della loro ricerca.
“I tumori affrontano un ambiente metabolico duro perché non hanno la corretta vascolarizzazione che si sviluppa nel resto del corpo. E quindi sono costretti ad accontentarsi “del meno”. Ma certamente, poiché i tumori sono ipermetabolici su così tante dimensioni, ci aspettavamo di vedere un metabolismo ad alta energia e che questo avrebbe supportato la loro capacità di crescere e differenziarsi”.
Ha aggiunto: “Immagino che il grande messaggio sia che la crescita è costosa, ma non così costosa come avere pensieri o muovere muscoli o altri compiti che nei mammiferi, svolgono gli organi normali“.
La traccia degli isotopi quantifica il consumo di energia
Per quantificare la produzione ed il consumo di energia da parte del tumore, il team ha utilizzato un metodo di indagine chiamato tracciamento degli isotopi, che prevede l’etichettatura dei nutrienti con isotopi pesanti e il monitoraggio della velocità con cui vengono metabolizzati nei mammiferi.
I tessuti e gli organi dei mammiferi traggono energia per il lavoro che svolgono principalmente attraverso il ciclo dell’acido tricarbossilico (TCA), che ossida grassi e carboidrati per produrre la valuta energetica primaria, l’ATP. Circa il 95% dell’ATP (energia utilizzabile nei mammiferi) passa attraverso questo ciclo. Studiando la velocità dell’assorbimento dei nutrienti dal flusso sanguigno nel ciclo del TCA, i ricercatori sono stati in grado di quantificare quanta energia i tessuti cancerosi stanno generando e utilizzando rispetto ai tessuti sani.
Nei tumori del polmone, del pancreas e del colon, ad esempio, hanno riscontrato un flusso lento di TCA e un ciclo di produzione di ATP nei tumori solidi “primari“, cioè tumori che non avevano ancora iniziato a diffondersi.
Vedi anche:Tumore: riconsiderare il ruolo dell’ossigeno nella crescita
Hanno anche scoperto che il cancro metastatico produceva e utilizzava più energia rispetto ai tumori primari e lo faceva a un livello paragonabile ai tessuti sani.
I risultati hanno portato i ricercatori a concludere che le cellule tumorali rilasciano funzioni specifiche del tessuto energeticamente costose per riservare energia per la crescita del tumore.
Questa è la prima volta che la produzione di energia del tumore è stata quantificata in vivo e come parte di uno studio comparativo.
“Alcuni dei metodi che i ricercatori stanno usando ora sono stati sfruttati in precedenza”, ha affermato Bartman. “Il percorso del ciclo TCA, ad esempio, è stato scoperto circa 80 anni fa. Ma i progressi tecnologici e una migliore spettrometria stanno fornendo nuove sorprendenti scoperte. Penso che sia un momento entusiasmante per questo campo”, ha detto Bartman, “perché, con i progressi degli ultimi 50 anni, è un momento davvero fruttuoso per tornare indietro e rivisitare tutti questi vecchi concetti e usarli per comprendere meglio la malattia e il cancro ora”.
Fonte:Nature
