Cancro: l’analisi metabolica integrata svela i segreti energetici

Cancro-immagine: quando le cellule normali si trasformano in cellule tumorali, richiedono un’elevata quantità di energia sotto forma di ATP. Utilizzare lo stesso percorso delle cellule normali genererebbe calore eccessivo, causando uno stato di surriscaldamento. Per evitare ciò, le cellule tumorali sembrano affidarsi a un percorso meno efficiente che genera meno calore. Crediti: Metabolic Engineering.

Un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Osaka ha sviluppato un nuovo metodo per analizzare il metabolismo del cancro, rivelando nuove informazioni sul processo energetico inefficiente del cancro.

Questa scoperta, pubblicata su Metabolic Engineering, combina esperimenti biologici con tecniche avanzate di informatica per scoprire il ruolo del metabolismo inefficiente specifico del cancro.

Le cellule tumorali sono caratterizzate da un aumento dell’assorbimento di glucosio, un fenomeno noto come effetto Warburg. Sebbene questo aumento del consumo di glucosio apparentemente fornisca sufficiente carburante per il fabbisogno energetico della divisione cellulare incontrollata, le cellule tumorali utilizzano questo glucosio in modo inefficiente, favorendo la glicolisi aerobica (una via metabolica meno produttiva di energia) anche quando è disponibile ossigeno sufficiente per una fosforilazione ossidativa più efficiente.

Le ragioni alla base di questa attrazione apparentemente paradossale per una produzione di energia meno efficiente non sono ancora del tutto comprese ei meccanismi precisi che determinano questo cambiamento metabolico sono ancora oggetto di studio.

Gli attuali metodi di analisi metabolica spesso faticano a chiarire appieno questi percorsi specifici del cancro a causa delle complessità intrinseche del metabolismo cellulare.

Questa ricerca impiega un approccio unico, che combina l’analisi del flusso metabolico con la modellazione computazionale. Questo approccio ha comportato l’utilizzo del tracciamento degli isotopi stabili per tracciare il destino del glucosio e rivelare come viene elaborato all’interno delle cellule.

Il modello computazionale ha poi integrato questi risultati sperimentali per prevedere il flusso del metabolismo attraverso diverse vie, fornendo un fattore chiave in grado di riprodurre il metabolismo specifico del cancro tramite simulazione al computer. I risultati suggeriscono che un metabolismo tumorale inefficiente può ridurre la generazione di calore per l’acquisizione di energia.