Source: The Conversation – (in Spanish) – By Tania Payo Serafín, Investigadora predoctoral en Biomedicina y Ciencias de la Salud, Universidad de León
Desde muy pequeños aprendemos que nuestras células necesitan oxígeno para obtener la energía que les permite funcionar. Cuando este oxígeno falta, las células mueren y los tejidos se dañan. Por lo tanto, en apariencia, sin oxígeno no puede existir la vida.
Sin embargo, el cáncer desafía esta regla básica. Dentro de los tumores sólidos, existen regiones donde el oxígeno escasea, una situación que conocemos como “hipoxia”. Y aunque podemos pensar que lo normal sería que las células en esa situación se murieran, la realidad es que las células cancerosas no sólo sobreviven, sino que se adaptan de maravilla a esta hipoxia, continúan creciendo y, en muchos casos, se vuelven incluso más agresivas.
Un tumor que crece más rápido
El carcinoma hepatocelular, el tipo de cáncer de hígado más frecuente, es un buen ejemplo de ello. A medida que el tumor aumenta de tamaño, las células proliferan tan deprisa que los vasos sanguíneos no siempre son capaces de aportar suficiente oxígeno a todas las zonas. Como consecuencia, aparecen áreas hipóxicas, es decir, regiones con niveles muy bajos de oxígeno.
Para una célula sana, sería un entorno hostil. Para una célula tumoral, en cambio, este ambiente se convierte en un estímulo que les permite activar mecanismos de supervivencia.
El Premio Nobel que descifró el “sensor de oxígeno” de las células
Durante décadas, los científicos se preguntaron cómo era posible que algunas células lograran sobrevivir, e incluso prosperar, en entornos donde apenas hay oxígeno.
La respuesta a esta incógnita llegó con los estudios de cuatro científicos que fueron galardonados con el Premio Nobel de Medicina en 2019 por descubrir el sistema que permite a las células detectar los niveles de oxígeno y adaptarse a ellos.
Uno de los protagonistas de este mecanismo es una proteína denominada factor inducible por hipoxia 1α (HIF-1α). Su función es actuar como un sensor molecular, ya que cuando el oxígeno disminuye, HIF-1α se acumula y pone en marcha mecanismos que ayudan a la célula a adaptarse.
Entre otras funciones, su presencia favorece la reprogramación del metabolismo para producir energía sin necesidad de oxígeno, estimula la formación de nuevos vasos sanguíneos y aumenta la capacidad de las células para migrar, invadir otros tejidos y resistir distintos tratamientos farmacológicos. En el contexto del cáncer, estas adaptaciones contribuyen directamente a la progresión tumoral.
Aquí es donde entra en juego un estudio reciente que hemos publicado en Biology Direct. La pregunta que nos planteamos fue sencilla, pero importante: ¿qué ocurre si las células tumorales pierden HIF-1α, su principal herramienta para adaptarse a la falta de oxígeno?
Responder a esta pregunta no ha sido fácil. Para entender realmente cómo se comporta el cáncer en condiciones de hipoxia, necesitamos modelos experimentales que se parezcan lo máximo posible a un tumor real.
El cáncer no vive en una superficie plana
La falta de oxígeno no solo afecta a las células tumorales: también modifica el entorno que rodea al tumor y favorece que algunos cánceres respondan peor a los tratamientos.
Para estudiar cómo ocurre esto, durante años se han utilizado cultivos celulares en 2D, donde las células crecen sobre superficies planas de plástico o vidrio. Estos modelos han sido fundamentales por su simplicidad y facilidad de uso, pero presentan una limitación importante: no reproducen la complejidad real de un tumor.
En un tumor sólido, no todas las células reciben la misma cantidad de oxígeno y nutrientes. Algunas se encuentran cerca de los vasos sanguíneos y reciben más, mientras que otras quedan atrapadas en regiones mucho más hostiles, donde el oxígeno escasea. Por ello, en los últimos años han cobrado fuerza los modelos 3D, que permiten recrear de forma más realista la estructura y los gradientes de oxígeno y nutrientes presentes en el tumor. Gracias a ellos, los investigadores podemos estudiar mejor cómo se adapta el cáncer a esta hipoxia y cómo esta heterogeneidad influye en la respuesta a los tratamientos.
La importancia de utilizar sistemas experimentales más representativos nos llevó a combinar ambos tipos de modelos y los resultados fueron claros: al eliminar HIF-1α, tanto la viabilidad como la capacidad de proliferación y de invasión de las células tumorales disminuyen de forma significativa. En otras palabras, al impedir que las células activen sus mecanismos de supervivencia frente a la hipoxia, las volvemos más vulnerables.
CC BY-NC-ND
HIF-1α como posible diana terapéutica en cáncer
La hipoxia tumoral se asocia con un peor pronóstico de la enfermedad y con una mayor resistencia a los tratamientos. De hecho, algunas terapias intentan frenar el crecimiento del tumor reduciendo la formación de vasos sanguíneos, pero esto también agrava la falta de oxígeno y favorece la activación de mecanismos adaptativos mediados por HIF-1α. Dicho de otro modo, al intentar “asfixiar” al tumor, podemos favorecer la supervivencia de las células mejor preparadas para resistir estas condiciones.
Por ello, comprender cómo las células tumorales se adaptan a la hipoxia resulta fundamental para mejorar la eficacia de los tratamientos actuales. Si conseguimos bloquear la acción de HIF-1α, podríamos dificultar la capacidad de adaptación del tumor y hacerlo más vulnerable a las terapias.
Volviendo a la pregunta inicial, el oxígeno es esencial para la vida en condiciones normales. Sin embargo, las células tumorales son capaces de adaptarse y sobrevivir incluso en ambientes con muy poco oxígeno, reescribiendo en cierto modo las reglas de la biología. Comprender cómo el cáncer logra esta capacidad de adaptación no solo ayuda a entender mejor la enfermedad, sino también a encontrar nuevas formas de limitar su resistencia y frenar su progresión.
Las personas firmantes no son asalariadas, ni consultoras, ni poseen acciones, ni reciben financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y han declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado anteriormente.
– ref. Cómo el cáncer aprende a sobrevivir sin oxígeno – https://theconversation.com/como-el-cancer-aprende-a-sobrevivir-sin-oxigeno-282117