El descubrimiento de una sorprendente forma en que la levadura utilizada para elaborar cerveza puede sobrevivir a la inanición podría abrir la puerta a nuevos tratamientos contra el cáncer.

El descubrimiento, realizado por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia y sus colaboradores del EMBL en Alemania, revela una adaptación nunca vista que ayuda a las células de la levadura a entrar en letargo cuando escasean los nutrientes.

Esta capacidad para hibernar durante el estrés refleja la capacidad del cáncer para sobrevivir a la escasez de nutrientes que acompaña al crecimiento descontrolado de las células cancerosas.

Los inesperados hallazgos podrían conducir a nuevas estrategias para hacer que las células cancerosas sean más vulnerables a la inanición y más fáciles de tratar, afirmó el investigador Ahmad Jomaa, doctor del Departamento de Fisiología Molecular y Física Biológica de la Facultad de Medicina.

«Las células pueden tomarse un respiro cuando las cosas se ponen difíciles entrando en un sueño profundo para mantenerse vivas, y luego, en un momento posterior, parece que simplemente vuelven», explicó Jomaa, que forma parte del Centro de Fisiología de Membranas y Células de la UVA.

«Por eso necesitamos comprender los fundamentos de la adaptación a la inanición y cómo estas células se adormecen para mantenerse vivas y evitar la muerte».

Sobrevivir al estrés

S.pombe es una especie de levadura que se ha utilizado durante siglos para elaborar cerveza.

Pero también es una herramienta de investigación inestimable para los científicos por su similitud con las células humanas.

Comprendiendo mejor la S.pombe, podemos entender mejor los procesos celulares fundamentales tanto en las células sanas como en las cancerosas.

En colaboración con la doctora Simone Mattei y sus colegas del EMBL, Jomaa y su equipo descubrieron que cuando las pilas de las células de levadura entran en hibernación para evitar el estrés, se envuelven en una manta inesperada.

Las superficies de estas baterías, llamadas mitocondrias, se recubren de ribosomas desactivados, la maquinaria celular que normalmente fabrica proteínas.

Sigue siendo un misterio por qué estos ribosomas inactivos se adhieren a las mitocondrias.

«Podría haber diferentes explicaciones», dijo Mattei.

«Una célula hambrienta acabará por empezar a digerirse a sí misma, por lo que los ribosomas podrían estar recubriendo las mitocondrias para protegerlas. También podrían adherirse para desencadenar una cascada de señalización en el interior de las mitocondrias».

Los investigadores pudieron visualizar cómo se adhieren los ribosomas a las mitocondrias hasta el nivel molecular utilizando un microscopio crioelectrónico de una sola partícula y una tomografía crioelectrónica asombrosamente potentes.

Se sorprendieron al descubrir que los ribosomas se habían unido «al revés», utilizando una pequeña subunidad de su anatomía.

Este tipo de interacción nunca se había visto antes y podría ayudar a descifrar el secreto de cómo las células entran y despiertan del letargo.

«Sabíamos que las células intentarán ahorrar energía y apagar sus ribosomas, pero no esperábamos que se unieran en un estado invertido en las mitocondrias», dijo Maciej Gluc, estudiante de posgrado en el laboratorio de Jomaa y co-primer autor de un nuevo artículo científico que describe el descubrimiento.

Los nuevos hallazgos podrían tener importantes implicaciones para nuestra comprensión del cáncer.

Las células cancerosas se enfrentan a una perpetua escasez de nutrientes debido a su crecimiento descontrolado, y a menudo entran en letargo, o «quiescencia», para sobrevivir y escapar a la detección de nuestros sistemas inmunitarios.

Comprender cómo lo hacen podría conducir a nuevas formas de atacar las células cancerosas para mejorar los resultados de los pacientes y prevenir las recaídas.

«Para los próximos pasos, nuestro objetivo es comprender no sólo cómo las células regulan la entrada en la quiescencia, sino también cómo despiertan de este sueño profundo. Por ahora, utilizaremos levadura porque es mucho más fácil de manipular. Ahora también estamos investigando esto en células cancerosas cultivadas, lo que no es una tarea fácil», dijo Jomaa.

«En última instancia, espero que la investigación de mi grupo siente las bases para descubrir nuevos marcadores que permitan rastrear las células cancerosas latentes. Estas células no se detectan fácilmente en los entornos de diagnóstico, pero tenemos la esperanza de que nuestra investigación genere más interés para ayudarnos a alcanzar nuestro objetivo.»

Comprender mejor el cáncer y encontrar formas innovadoras de tratarlo son misiones primordiales del Centro Oncológico de la UVA, reconocido como uno de los 57 únicos centros oncológicos «integrales» por el Instituto Nacional del Cáncer.

Esta designación reconoce a los centros oncológicos con los mejores programas de investigación y tratamiento del cáncer del país.

Los investigadores han publicado sus hallazgos en la revista científica Nature Communications.

El equipo de investigación estaba formado por Olivier Gemin, Gluc, Michael Purdy, Higor Rosa, Moritz Niemann, Yelena Peskova, Mattei y Jomaa.

Fuente: Sistema de Salud de la Universidad de Virginia