Investigadores de la Universidad Hebrea y de California logran una mejor comprensión de por qué la terapia contra el cáncer deja de funcionar en una etapa específica


La problemática terapia investigada consiste en la supresión de la proteína mTOR (diana de rapamicina en células de mamífero). La MTOR juega un rol importante en regular la manera en que las células procesan las señales moleculares de su ambiente, y se ha observado que es activada con fuerza en muchos cánceres de tumor sólido.

La supresión de la mTOR a través de drogas ha mostrado éxito –hasta ahora- en causar la muerte de células cancerosas en las capas externas de los tumores cancerígenos, pero ha causado desilusión en la tarea de lidiar con el núcleo de estos tumores, de acuerdo a las pruebas clínicas.

Un suministro reducido de oxígeno –llamado hipoxia- es una característica casi universal de los tumores sólidos que puede alterar la forma en que los tumores responden a las terapias. Se conocía que el comportamiento de la señalización del mTOR es influenciado y alterado por la condición de hipoxia, pero el mecanismo que explica esto no tiene aún respuesta.

Un equipo investigador, que incluyó al profesor emérito Raphael D. Levine del Instituto de Química de la Universidad Hebrea de Jerusalem e investigadores del Instituto de Tecnología de California y la Escuela David Geffen de Medicina en la UCLA, dedicaron su trabajo en descubrir si la influencia de la hipoxia en la señalización de la mTOR en sistemas modelo de cáncer cerebral puede explicar el pobre desempeño de las drogas basadas en mTOR. Su trabajo apareció en un artículo reciente de Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) en los Estados Unidos.

Para su investigación, emplearon una nueva tecnología de microchip que les permitió medir la red de señalización de la proteína mTOR en células cancerosas individuales, e interpretaron los resultados utilizando un grupo de herramientas teóricas derivadas de las ciencias físicas. El enfoque combinado permitió la simplificación de lo que hubiese sido un sistema biológico más complejo.

Ellos descubrieron que a un nivel particular de falta de oxígeno (hipoxia) común en tumores sólidos, la red de señalización de la mTOR cambia entre dos grupos de propiedades. En aquel momento de cambio, los modelos teóricos predijeron que la mTOR respondería de forma intrínsecamente menor a los medicamentos.

Asimismo, el experimento combinado y los resultados teóricos indicaron que el cambio puede ser interpretado como un tipo de fase transitoria, la cual no ha sido observada previamente en sistemas biológicos.

Esta fase de transición es el punto de cambio entre las dos redes de señalización y ocurre de forma muy abrupta. El cambio en la señalización significa que el cuerpo de células estudiado ya no responde de la manera que lo hizo antes. En el caso del tumor, el “drugging” (medicación) de la mTOR cesa, es decir, el tumor ya no es más inhibido.

Estos resultados tienen varias implicaciones. Primero, pueden explicar el bajo desempeño clínico de los inhibidores de la mTOR. Segundo, indican que ciertos comportamientos biológicos, que a menudo confunden a los científicos que buscan encontrar terapias efectivas para distintos males humanos, pueden ser entendidos a través de una aplicación eficaz de herramientas teóricas y experimentales derivadas de las ciencias físicas.

 

Agradecemos la colaboración para la traducción de esta nota a Carlos Reyes Barría de la Asociación Consultiva de la UHJ en Chile.