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Os cientistas nunca souberam exatamente quanta energia um tumor cancerígeno gasta crescendo no corpo de um mamífero.
Eles levantaram a hipótese de que consome uma grande quantidade de energia, agitando os nutrientes e colocando o tecido saudável – o coração, o fígado, o pâncreas – em desvantagem, pois o sistema metabólico espalha a riqueza nutritiva.
Mas um novo estudo de pesquisadores da Princeton Chemistry e da Ludwig Princeton Branch demonstra pela primeira vez que o oposto é realmente verdadeiro: a conversão de nutrientes de um tumor em energia celular utilizável é marcadamente, quantificavelmente lenta.
Essa letargia pode ajudar os tumores a conservar energia para tarefas mais nefastas, como crescimento e metástase, de acordo com pesquisa do Rabinowitz Lab de Princeton Chemistry, publicada esta semana em Natureza.
Em cinco tipos diferentes de câncer, os pesquisadores descobriram que os tumores foram bem-sucedidos em proliferar com orçamentos de baixa energia, em parte porque negligenciam as funções normais dos tecidos que os órgãos saudáveis realizam para o benefício do corpo como um todo.
A descoberta tem vastas implicações para as estratégias anti-câncer porque direciona nossa atenção para o metabolismo energético lento.
Alguns tratamentos propostos para o câncer giram em torno de uma estratégia de “deixar o tumor de fome”, sob a suposição de que, sem nutrientes, um tumor não pode florescer. Do ponto de vista geral dos substratos energéticos, na melhor das hipóteses, essa hipótese agora é questionável.
Mas o estudo descobriu que os tumores usam um nutriente específico, a glicose, mais do que os tecidos normais e, portanto, se alinha com a possibilidade de combinar terapias padrão contra o câncer com dietas que reduzem a glicose circulante, como a dieta cetogênica.
“Acho que as pessoas assumem que o câncer precisa de muita energia porque tem que pagar para se dividir e proliferar. Mas ninguém realmente mediu quanta energia o câncer produz e usa em comparação com seus órgãos saudáveis”, disse Caroline Bartman, uma pós-doutora em Rabinowitz Lab e principal autor da pesquisa.
“Desenvolvemos uma maneira de medi-lo em cânceres e descobrimos uma diferença dramática entre tumores e outros tecidos. Então, agora, temos esse paradigma de que o câncer é econômico – ele para de usar energia para todas essas tarefas saudáveis e apenas a dedica a proliferação. O que isso diz é que esses tipos de caminhos, como matar o câncer de fome sozinho, não serão boas estratégias para o tratamento.”
Joshua Rabinowitz, diretor do Ludwig Princeton Branch, professor de química e do Instituto Lewis-Sigler de Genômica Integrativa, disse que os pesquisadores ficaram muito surpresos com os resultados de suas pesquisas.
“É uma daquelas coisas que você pode racionalizar quando olha para isso em retrospecto”, disse ele. “Os tumores enfrentam um ambiente metabólico difícil porque não têm a vascularização adequada que se desenvolve no resto do corpo. E, portanto, são forçados a se contentar com menos.
“Mas certamente, porque os tumores são hipermetabólicos em tantas dimensões, esperávamos ver um metabolismo de alta energia e que isso apoiaria sua capacidade de crescer e se diferenciar.
“Acho que a grande mensagem é que o crescimento é caro”, acrescentou Rabinowitz, “mas não tão caro quanto ter pensamentos ou mover músculos ou outros aspectos da vida dos mamíferos que os órgãos normais realizam”.
RASTREAMENTO ISOTOPICO QUANTIFICA O USO DE ENERGIA
Para quantificar sua pesquisa, a equipe usou um método de investigação chamado rastreamento de isótopos, que envolve rotular nutrientes com isótopos pesados e rastrear a rapidez com que são metabolizados em mamíferos.
Tecidos e órgãos em mamíferos obtêm energia para o trabalho que realizam principalmente por meio do ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), que oxida gordura e carboidratos para produzir a moeda primária de energia, o ATP. Cerca de 95% do ATP ou energia utilizável em mamíferos passa por esse ciclo. Ao estudar a velocidade da absorção de nutrientes da corrente sanguínea para o ciclo do TCA, os pesquisadores foram capazes de quantificar quanta energia os tecidos cancerosos estão gerando e usando em comparação com o tecido saudável.
Nos cânceres de pulmão, pâncreas e cólon, por exemplo, eles encontraram um fluxo lento de TCA e um ciclo de produção de ATP em tumores sólidos “primários”, ou seja, tumores que ainda não haviam começado a se espalhar.
Eles também descobriram que o câncer metastático produzia e usava mais energia do que os tumores primários e o fazia em um nível comparável ao tecido saudável.
As descobertas levaram os pesquisadores a concluir que as células cancerígenas eliminam funções específicas de tecidos energeticamente caras para alocar melhor a energia para o crescimento descontrolado do tumor. Eles também descobriram que o câncer metastático produzia e usava mais energia do que os tumores primários.
Esta é a primeira vez que a produção de energia do tumor foi quantificada na Vivo e como parte de um estudo comparativo.
Alguns dos métodos de investigação que os pesquisadores estão usando agora já foram explorados antes, disse Bartman. A via do ciclo do TCA, por exemplo, foi descoberta há cerca de 80 anos. Mas os avanços tecnológicos e a melhor espectrometria estão fornecendo novas descobertas surpreendentes.
“Acho que é um momento emocionante para este campo”, disse Bartman. “Com os avanços dos últimos 50 anos, é um momento realmente proveitoso para voltar e revisitar todos esses conceitos antigos e usá-los para entender melhor as doenças e o câncer”.
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