El pH ácido, punto débil de las células cancerosas

Miquel Duran-Frigola, Investigador Asociado del laboratorio de Bioinformática Estructural y Biología de Redes, IRB Barcelona
Miquel Duran-Frigola, Investigador Asociado del laboratorio de Bioinformática Estructural y Biología de Redes, IRB Barcelona
  • <p>Miquel Duran-Frigola, Associate Researcher at the Structural Bioinformatics and Network Biology lab, IRB Barcelona</p>
  • <p>Computational prediction of the proliferation of healthy and cancerous cells at different intracellular pH. Cancer cells proliferate well at basic pH, but at acidic pH they become vulnerable</p>

Un nuevo modelo computacional permite identificar nuevas dianas terapéuticas para atacar a las células cancerosas haciendo más ácido su pH.

El estudio es fruto de una colaboración del IRB Barcelona con el Moffitt Cancer Center y la Universidad de Maryland y se ha publicado en Nature Communications.

Se conoce que las células cancerosas provocan la acidificación de su entorno y, en consecuencia, se alcaliniza del interior de la propia célula. En un principio, esta desregulación debería suponer un problema para el desarrollo y la proliferación de las células y, sin embargo, en el cáncer, ocurre todo lo contrario. Un estudio computacional, cuyo co-primer autor es el químico computacional Miquel Duran-Frigola, del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), demuestra que las células cancerosas proliferan menos y de manera menos robusta al acidificar su pH interno, apuntando así a nuevos enfoques terapéuticos.

Utilizando decenas de miles de datos históricos de ensayos bioquímicos y una base de datos de expresión génica de células cancerosas, los investigadores han desarrollado un modelo computacional que analiza cómo se ve afectada la actividad de casi 2.000 enzimas metabólicas, por variaciones en el pH. “Nosotros somos un laboratorio computacional y nos dedicamos a la biología de sistemas. Quisimos abordar el problema a gran escala”, apunta Miquel Duran-Frigola, Investigador Asociado del laboratorio de Bioinformática Estructural y Biología de Redes dirigido por el investigador ICREA Patrick Aloy. “Entender la conexión entre las rutas metabólicas que funcionan mejor a diferentes pHs nos puede dar ideas sobre los mecanismos que el cáncer utiliza para subsistir en sus condiciones de pH básico”, explica Duran-Frigola.

La acidificación como objetivo

Los investigadores han confirmado la hipótesis que se plantearon inicialmente, según la cual, si las células del cáncer proliferan cómodamente con niveles de pH alcalinos, entonces serían más sensibles al pH ácido. Esto abre la puerta a considerar la acidificación del interior de las células cancerosas, combinado con terapias de cáncer más convencionales,  como una buena estrategia terapéutica.

Nuevas dianas terapéuticas

Además, han podido identificar las enzimas metabólicos que hacen sinergia con la acidez intracelular en el desarrollo del cáncer y que los convierte en posibles dianas terapéuticas. Cinco de esas dianas potenciales han sido probadas en laboratorio, con líneas celulares de cáncer de mama, ofreciendo resultados prometedores.

“Este trabajo es aún muy académico, pero creemos que algunas de las dianas identificadas están listas para ser probadas en animales y pasar así a fases pre-clínicas más avanzadas”, dice Miquel Duran-Frigola. El estudio, realizado en colaboración con los centros estadounidenses el Moffitt Cancer Center y la Universidad de Maryland se ha publicado en la revista Nature Communications.

Artículo de referencia:

Erez Persi, Miquel Duran-Frigola, Mehdi Damaghi, William R. Roush, Patrick Aloy, John L. Cleveland, Robert J. Gillies & Eytan Ruppin

Systems analysis of intracellular pH vulnerabilities for cancer therapy

Nature Communications (2018) DOI 10.1038/s41467-018-05261-x