La fatal relación entre azúcar y cáncer: a los tumores les encanta la glucosa

Todo lo que crece necesita alimento, y el cáncer no es una excepción. Desde hace casi un siglo, los científicos saben que los tumores son ávidos devoradores de glucosa, el combustible esencial de las células. Con el azúcar escalando al primer puesto de la lista de enemigos públicos de una nutrición saludable, la relación entre esta sustancia y el cáncer preocupa hoy más que nunca.

Aunque no existe ninguna prueba de que el azúcar aumente el riesgo de cáncer, sí es sabido que le da de comer, pero conocer con detalle cómo se alimentan las células cancerosas aún es un desafío. De ahí la importancia de un nuevo estudio que descubre un mecanismo clave y que podría ayudar a encontrar la manera de matar el cáncer privándolo de alimento.

Metabolismo pervertido

En los años 20 del siglo pasado, el fisiólogo Otto Warburg en Alemania y el matrimonio Carl y Gerty Cori en EEUU observaron que las células tumorales consumían enormes cantidades de glucosa. Pero también que no lo hacían del mismo modo que las células normales. Pese a todas las maldades achacadas al azúcar, lo cierto es que nuestros tejidos necesitan la glucosa, uno de sus componentes, para sobrevivir.

En condiciones normales, las células toman la glucosa y la utilizan para producir energía a través de un proceso que emplea oxígeno, conocido como respiración celular. En ausencia de oxígeno la glucosa sigue otro camino distinto en las células, fermentando y produciendo ácido láctico. Esta alternativa también genera energía para la célula, pero mucha menos: según detalla a EL ESPAÑOL el microbiólogo molecular Johan Thevelein, del Instituto Flamenco de Biotecnología (VIB) en Bélgica, "la fermentación del azúcar a ácido láctico produce unas 15 veces menos energía que la respiración". Esto explica, por ejemplo, nuestra necesidad de respirar más intensamente cuando hacemos un ejercicio físico que requiere energía.

Sin embargo, Warburg observó que las células tumorales fermentan frenéticamente la glucosa, hasta 200 veces más que las normales, incluso en presencia de oxígeno. "Así que es aberrante, ya que las células cancerosas tienen problemas para conseguir suficiente energía", dice Thevelein. En su día, Warburg pensó que este metabolismo pervertido era la causa fundamental del cáncer. Y aunque hoy suele atribuirse el origen de esta enfermedad a las mutaciones genéticas, aún no se conoce exactamente si el efecto Warburg, por el cual las células cancerosas consumen glucosa de forma compulsiva e inusual, es una causa o una consecuencia del crecimiento tumoral. Resolver esta incógnita pendiente podría ayudar a diseñar mejores tratamientos.

De hecho, hoy se sabe que la glucosa a mansalva favorece el crecimiento de las células tumorales en cultivo, y que la retirada de este combustible las mata. Y aunque la vía terapéutica aún no está abierta, algunos investigadores proponen que privar a las células tumorales de azúcar, y por tanto una dieta baja en carbohidratos, podría mejorar el pronóstico del cáncer. Por la misma razón, actualmente se investiga el posible uso de inhibidores del metabolismo de la glucosa como fármacos contra los tumores malignos.

Matar el cáncer sin matar al paciente

Pero evidentemente, este enfoque se tropieza con un gran obstáculo: ¿cómo privar de glucosa a las células del cáncer sin matar a las normales? Para resolver este problema es esencial conocer en detalle qué diferencia a las células tumorales de las sanas para procesar la glucosa de forma tan peculiar. Se han identificado varios posibles mecanismos, entre ellos una enzima que parece ser responsable del consumo acelerado de glucosa y que está presente en las células de crecimiento rápido, incluidas las cancerosas.

Para afinar en la resolución de este problema, hay que conocer en detalle todas las palancas y resortes que controlan el metabolismo de la glucosa en las células cancerosas. Ahora, Thevelein ha encontrado un control clave que introduce a las células cancerosas en un círculo vicioso: una molécula promotora del crecimiento tumoral vuelve a las células locas por la glucosa, y el mayor consumo de glucosa a su vez activa esa molécula.

La molécula promotora se conoce como Ras, una vieja conocida de la investigación sobre el cáncer. Ras es en realidad una familia de proteínas que normalmente desempeñan funciones de rutina en la célula, pero que pueden mutar y volverse malignas. En 1982 varios investigadores, entre ellos el español Mariano Barbacid, descubrieron que las Ras mutantes transformaban a las células en cancerosas.

Los científicos ya sabían que las formas malignas de Ras aumentaban el consumo de glucosa de las células cancerosas. Lo que han descubierto ahora Thevelein y sus colaboradores es que también ocurre lo opuesto, es decir, que el atracón de glucosa de las células tumorales potencia la activación de Ras. "Nuestro estudio revela cómo el consumo hiperactivo de azúcar por parte de las células cancerosas conduce a un círculo vicioso de estimulación continuada del desarrollo y crecimiento del cáncer", dice Thevelein.

De las levaduras al cáncer

En concreto, los investigadores han identificado la pieza responsable de mantener este ciclo sin fin: se trata de un producto que aparece durante la degradación de la glucosa en la célula, llamado fructosa-1,6-bisfosfato (Fru1,6bisP), una molécula de fructosa (el azúcar de la fruta) unida a dos fosfatos. Cuando la célula cancerosa se alimenta de glucosa, se producen grandes cantidades de Fru1,6bisP, que aumentan la actividad de Ras.

"Nuestros resultados sugieren que el efecto Warburg crea un círculo vicioso a través de la activación de Ras por Fru1,6bisP, mediante lo cual la fermentación incrementada estimula la potencia oncogénica", escriben los investigadores en su estudio, publicado en la revista Nature Communications. "Así, esto explica la correlación entre la fuerza del efecto Warburg y la agresividad del tumor", señala Thevelein.

Curiosamente, los investigadores han descubierto este mecanismo no en células tumorales, sino en la levadura, un hongo cuyas células son básicamente similares a las nuestras pero más simples, lo que facilita el estudio. Además, las células de la levadura tienen algo en común con las del cáncer, y es que también prefieren fermentar el azúcar. Pero una vez hecho el descubrimiento en la levadura, Thevelein y sus colaboradores han comprobado que el proceso funciona del mismo modo en las células tumorales. "Es asombroso que este mecanismo se haya conservado a lo largo de la larga evolución desde las levaduras hasta los humanos", apunta el científico.

Según Thevelein, "este vínculo entre el azúcar y el cáncer tiene consecuencias de gran envergadura". Sin embargo, el investigador subraya que aún falta saber qué aparece primero, si el huevo o la gallina, o dónde exactamente se origina el círculo vicioso. "Todavía no conocemos la causa primaria del efecto Warburg", admite. Pero aunque queda un largo camino por recorrer hasta que estos hallazgos se traduzcan en terapias o dietas ajustadas a los pacientes de cáncer, Thevelein confía en el potencial de esta vía: "nuestra esperanza es que se pueda abolir específicamente el efecto Warburg, es decir el flujo glucolítico inusualmente elevado en las células cancerosas, pero no el flujo glucolítico basal, es decir el que se da en las células normales. Así podríamos matar selectivamente a las células cancerosas".