Una célula es un ser vivo que debe obtener energía de los nutrientes para llevar a cabo las reacciones químicas y fabricar las moléculas que necesita para sobrevivir y multiplicarse, esa cualidad es lo que se llama metabolismo. En el ser humano, el metabolismo utiliza los nutrientes que contienen los alimentos que ingerimos, esos nutrientes son absorbidos a través del intestino y pasan a la sangre, un fluido que los distribuye por todo el organismo hasta las células.

El metabolismo es un proceso muy complejo que entraña la realización de miles de reacciones químicas, cuyo seguimiento es materia de estudio por miles de investigadores de todo el mundo. Nuestro invitado, Ramón Bartrons Bach, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Barcelona y director del grupo de investigación sobre la Regulación del Metabolismo concentra sus esfuerzos en el metabolismo de los azúcares porque, cuando éste se altera, se relaciona con enfermedades como la diabetes, la obesidad o el cáncer.

El metabolismo más primitivo es el que utiliza la glucosa, una molécula que proporciona energía primaria a todas las células pero que en el caso de las células cancerosas, su consumo está potenciado porque la glucosa es la fuente de energía preferente en los tumores.

En los años 90, gracias a la utilización de la Tomografía por Emisión de Positrones (PET) se pudo hacer un seguimiento de la glucosa captada por las células. El procedimiento consiste en la inyección de un radiofármaco, es decir, una molécula de glucosa a la que se une un átomo de flúor. El Flúor-18 es un isótopo radiactivo de vida media corta (109 minutos) que se convierte en oxígeno tras la emisión de un positrón y un rayo gamma que es detectado por el aparato. La glucosa así modificada no puede ser metabolizada por las células y se acumula en ellas. Como las células tumorales tienen mucha avidez por la glucosa, en los tumores se acumula en mayor proporción la glucosa con flúor y su imagen puede ser captada desde el exterior como el PET. Este método se utiliza en la detección de distintos tipos de cáncer como el cáncer de mama, de hígado, ganglios linfáticos, etc. No así en el cerebro porque este órgano consume normalmente mucha glucosa y se hace difícil detectar las células cancerosas.

El exceso de metabolismo de la glucosa en las células tumorales se debe a la existencia de ciertos genes favorecen la creación de vías de entrada (transportadores) de glucosa. Identificar los genes que intervienen es un largo proceso de investigación que nada tiene que envidiar a las mejores historias detectivescas. En primer lugar hay que identificar, entre las decenas de miles de genes del genoma, cuáles son los que se relacionan con el metabolismo de la glucosa. Una vez identificados los genes sospechosos hay que proceder identificar el lugar que ocupan en el genoma, aislarlos y descifrar el código en el que están escritos, es decir, leer la secuencia de letras genéticas con las que está escrito. En la jerga policial sería como conocer las huellas dactilares, la fotografía y el lugar de residencia del sospechoso.

Una vez identificados los genes hay que probar su relación con la acción en la que se sospecha que participan. Este proceso también es largo, un gen codifica la fórmula de una proteína que realiza una función en la célula, pero no siempre está activo, por esa razón hay que averiguar en qué momentos, en qué células y en qué tejidos se expresa. Continuando con el símil de la investigación policial, para determinar la culpabilidad hay que comprobar en qué lugares se ha visto al sospechoso y comprobar si estaba en el momento y lugar en el que se cometió el delito.

Por último, hay que buscar los factores que regulan el funcionamiento del gen, es decir aquellos factores de la célula que favorecen su expresión, ya sea por la acción de otros genes o moléculas presentes que activan la expresión del gen. En el ejemplo policial equivale a estudiar el entorno del sospechoso y determinar a los posibles cómplices.

El profesor Bartrons nos cuenta en la entrevista que una célula sana de nuestro organismo se suele dividir unas 50 o 60 veces antes de entrar en senescencia y morir. Una célula cancerosa, en cambio, puede dividirse sin fin. De hecho, las células más utilizadas para la investigación del cáncer en laboratorio pertenecen a Henrietta Lacks, una paciente estadounidense que murió de cáncer cervical en 1951, pero cuyas células continúan vivas y dividiéndose. Esta extrema habilidad de las células tumorales para sobrevivir requiere grandes cantidades de energía, por esa razón, determinar los genes y las moléculas que intervienen en el metabolismo de la glucosa es esencial para el desarrollo de estrategias que puedan ayudarnos a luchar contra el cáncer y otras enfermedades.

El equipo del profesor Bartrons lleva trabajando desde 1995 en genes sensibles a las necesidades de energía de las células, especialmente cuando éstas se encuentran en una situación con falta de oxígeno. En estos casos, el gen entra en funcionamiento para cambiar el metabolismo celular de manera que la célula se adapta y comienza a obtener la energía de la glucosa en ausencia de oxígeno, lo que permite su supervivencia. Muchos tumores, debido al excesivo crecimiento, sufren de falta de aporte de oxígeno y estos genes intervienen expresándose por encima de lo normal, incluso están activos cuando no es necesario porque el aporte de oxígeno es suficiente. El control de la expresión de estos genes puede ser, pues, fundamental para evitar la proliferación del tumor.

Aunque los estudios que lleva a cabo el Grupo de investigación sobre la Regulación del Metabolismo corresponden a ciencia básica, los resultados abren las puertas a que otros utilicen el conocimiento adquirido para desarrollar nuevas estrategias de lucha contra distintos tipos de tumores. Algunos grupos de investigación ya están haciendo ensayos con distintos inhibidores encaminados a controlar la expresión de este gen.

Les invito a escuchar a Ramón Bartrons Bach, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular en la Facultad de Medicina de la Universidad de Barcelona y director del grupo de investigación sobre la Regulación del Metabolismo.

Referencias:

Grupo de Regulación del metabolismo