El glioblastoma es el tipo más común de tumor cerebral en adultos. La enfermedad es 100% mortal y no tiene cura, lo que la convierte en el tipo de cáncer más agresivo. Este mal pronóstico ha motivado a investigadores y neurocirujanos a comprender la biología de los tumores con el objetivo de crear mejores terapias.
Dominique Higgins, MD, PhD, profesor asistente en el Departamento de Neurocirugía, ha respondido a la llamada. Higgins y un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia descubrieron que las células tumorales de glioblastoma son particularmente sensibles a la ferroptosis, un tipo de muerte celular que puede desencadenarse al eliminar ciertos aminoácidos de la dieta.
« Primero, descubrimos que cuando eliminamos ciertos aminoácidos en modelos animales, es más probable que las células de glioblastoma mueran por ferroptosis », dijo el Dr. Higgins. « En segundo lugar, descubrimos que la eliminación de estos aminoácidos hace que nuestros medicamentos sean mucho más efectivos para inducir la ferroptosis en las células cancerosas ».
Sus hallazgos fueron publicados en Nature Communications.
La ferroptosis es un tipo de « muerte celular programada » dependiente del hierro o un proceso biológico que hace que las células se « autodestruyan » cuando se les ordena. Nuestros cuerpos no necesitan matar células a menos que sea absolutamente necesario, por lo que el proceso está estrictamente controlado por ciertos mecanismos biológicos. Sin embargo, los investigadores recién ahora están comenzando a comprender el proceso porque la ferroptosis se reconoció hace solo una década.
« El reciente descubrimiento de la ferroptosis se suma a la emoción de todo esto », dijo Higgins, quien es miembro del Centro Integral del Cáncer Lineberger de la UNC. « Es realmente un cuerpo de investigación en rápido crecimiento, y estamos descubriendo que es muy importante para muchos procesos biológicos, y no solo en los cánceres ».
Cada célula tiene ciertas características de seguridad para evitar que sufra ferroptosis de forma impredecible. Dos aminoácidos, la cisteína y la metionina, son fundamentales para evitar que el proceso se inicie en las células. Por lo general, recogemos estos aminoácidos a través de nuestra dieta.
Por lo tanto, el equipo de investigación de Higgins decidió centrar sus esfuerzos en estos componentes.
Al privar a los modelos animales de cisteína y metionina a través de una dieta personalizada, descubrieron que las células de glioblastoma tenían muchas más probabilidades de morir por ferroptosis. También encontraron que la dieta hizo que sus medicamentos de quimioterapia fueran más aptos para iniciar la muerte celular programada, lo que significa que las dosis muy bajas pudieron lograr un efecto más potente que antes. En última instancia, los modelos animales habían mejorado la supervivencia después de seguir la dieta.
« Ahora, necesitamos encontrar una manera de eliminar esos componentes a través de las necesidades dietéticas, manteniendo al mismo tiempo los requisitos energéticos que un paciente pueda tener, especialmente un paciente con cáncer, que tiene requisitos diferentes a los del paciente promedio », dijo Higgins.
Habiendo demostrado que la dieta es efectiva en modelos animales, Higgins está trabajando con colegas de UNC Lineberger para desarrollar un ensayo clínico para pacientes con glioblastoma. Planea poner a los pacientes a dieta antes de la cirugía para comprender cómo afecta al cuerpo y al tumor. Una vez que extraiga el tumor del cerebro, lo analizará para ver qué tan bien respondieron los tumores a la dieta.
Este tipo de dieta también ha demostrado ser muy eficaz en el sarcoma, los cánceres de pulmón y los cánceres de páncreas, por lo que existe la esperanza de que esta dieta pueda usarse para poner un poco más de fuerza detrás de la quimioterapia y/o la cirugía para extirpar tumores en todo el cuerpo.
Higgins también está trabajando con Shawn Hingtgen, PhD, profesor de farmacoingeniería y farmacéutica molecular en la Facultad de Farmacia Eschelman de la UNC y profesor asociado en el Departamento de Neurocirugía, para estudiar la respuesta del cerebro al tratamiento en un entorno más natural.
Hingtgen es el IP general de la subvención para Project Brainslice, un esfuerzo multiinstitucional para probar terapias neurológicas utilizando muestras de tumores cultivadas en cortes de tejido cerebral. Higgins sostuvo que esta es una mejor manera de estudiar la respuesta al tratamiento que simplemente observarla en un plato de plástico.
Project Brainslice es solo una de las muchas herramientas de investigación diferentes que los investigadores tienen al alcance de la mano aquí en la Facultad de Medicina de la UNC.
« Tenemos muchas herramientas de investigación diferentes exclusivas de UNC, y es una de las principales razones por las que quería venir a UNC », dijo Higgins, quien se unió a UNC Neurosurgery en el otoño de 2022. « Solo en términos de la capacidad para estudiar un problema clínico en un modelo animal preciso, es uno de los pocos lugares en el país que tiene una configuración establecida para hacerlo ».