GRUPO DE INVESTIGADORES
DEL CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS
CON SEDE EN VALDIVIA,
QUE DIRIGE CLAUDIO BUNSTER,
CREAN NUEVO MÉTODO PARA DIAGNOSTICAR CÁNCER
Con la colaboración del investigador Wolf Frommer
del Centro Carnegie de los Estados Unidos, biólogos
de dicho Instituto inventaron un sensor molecular
capaz de detectar la concentración de azúcares en células individuales.
Las células cancerosas convierten azúcar en lactato
a un ritmo mucho mayor que las células normales.
Este fenómeno proporciona una señal
que se utiliza para el diagnóstico y seguimiento
de tumores malignos a través de técnicas
como el PET (Positron Emission Tomography),
la Tomografía por emisión de positrones.
Ahora, un equipo de investigadores
del Centro de Estudios Científicos (CECs),
con la colaboración de Wolf Frommer
del Centro Carnegie de Estados Unidos,
ha inventado un sensor molecular
que es capaz de detectar este fenómeno
por primera vez en células individuales.
Antes de este avance, ningún otro método
de medición podía detectar lactado
en tiempo real a nivel de una sola célula.
El trabajo, publicado en la revista PLoS ONE,
es un salto significativo para comprender
cómo los diferentes tipos de células
se comportan y desarrollan
cuando son afectados por el cáncer.
"Durante la última década,
el laboratorio de Frommer
ha sido pionero
en el uso de sensores de azúcares
basados en la transferencia de energía
de resonancia de Förster, o FRET,
para medir la concentración
y el flujo de azúcares
en las células individuales
con un cambio de color fluorescente sencillo.
Esto ha comenzado a revolucionar
el campo del metabolismo molecular",
explicó el investigador del CECs,
Alejandro San Martín,
primer autor del artículo.
"Utilizando
el mismo principio físico subyacente
e inspirados por los sensores de azúcar,
ahora hemos inventado un nuevo tipo
de sensor basado en un factor de transcripción.
Una molécula sue normalmente
ayuda a las bacterias
a adaptarse a su medio ambiente
fue engañada para que mida
lactado en nuestro beneficio".
El intercambio de lactato
al interior de las células
y entre células distintas
también está implicado
en enfermedades
que incluyen inflamación,
aporte insuficiente de oxígeno,
suministro limitado de sangre
a los tejidos y muerte de neuronas,
además del cáncer.
"Los métodos estándar
para medir lactato
se basan en reacciones enzimáticas
que requieren de un gran número
de células", explicó Felipe Barros,
líder del proyecto.
"Esto hace que sea difícil,
o incluso imposible,
saber qué metabolismo
tienen los diferentes tipos de células
que componen un tumor".
"Nuestra técnica nos permite
medir el metabolismo
de las células individuales,
abriendo una nueva ventana
a la comprensión del cáncer.
Una ventana importante
de esta tecnología
que puede ser utilizada
en formato de alto rendimiento
para el desarrollo de medicamentos".
Este trabajo utilizó como molécula
de reconocimiento para lactado
un factor de transcripción bacteriano,
una proteína que se une a secuencias
específicas de ADN para controlar
el flujo de la información genética.
El sensor fue denominado "Laconic"
(LACtate Optical Nano Indicator from Cecs)
y fue producido en tres tipos de células:
las células normales del cerebro,
células tumorales del cerebro,
y células embrionarias humanas.
El sensor fue capaz de cuantificar
concentraciones muy bajas de lactado,
proporcionando una sensibilidad
y rango de detección sin precedentes.
Los investigadores encontraron
que las células tumorales
producen lactado 3 a 5 veces
más rápido que las células no tumorales.
"La alta tasa de producción
de lactato en la célula cancerosa
es el sello distintivo
del metabolismo del cáncer",
comentó Frommer.
"Este resultado abre el camino
para la comprensión de los matices
del metabolismo del cáncer
y para el desarrollo de nuevas técnicas
para combatir este flagelo".
Además, los biosensores
prometen resolver una antigua controversia:
mientras que algunos estudios
han sugerido que la glucosa
es el combustible de las neuronas,
hay datos que indican que las neuronas
son energizadas por lactato.
Los equipos de Barros y Frommer
están entusiasmados con el uso
de este nuevo invento
para la solución de este enigma,
junto a los sensores de glucosa
previamente desarrollados.
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