Quien es
Otto Heinrich Warburg 1883 ~ 1970
Fisiólogo alemán. Se graduó de la Universidad de Berlín y Heidelberg. Profesor de la Universidad de Berlín y director de investigación del Centro de Investigación de Fisiología Kaiser Wilhelm (1931 ~ 1970).
Warburg investigó el metabolismo de los tumores y la respiración de las células, particularmente las cancerosas, y en 1931 recibió el Premio Nobel de Fisiología por su descubrimiento de la naturaleza y el modo de acción de la enzima respiratoria.
“El cáncer, sobre todas las demás enfermedades, tiene innumerables causas secundarias. Pero, incluso en el caso del cáncer, solo existe una causa principal. Resumido en pocas palabras, la principal causa del cáncer es el reemplazo de la respiración de oxígeno en las células normales del cuerpo por una fermentación de azúcar ”.
: El cáncer debe interpretarse como una disfunción mitocondrial. - Otto H. Warburg
El cáncer es una enfermedad metabólica.
El "efecto Warburg" es un contenido importante que describe los procesos metabólicos de las células cancerosas que son diferentes de las células normales.
El cuerpo humano utiliza una fuente de energía básica llamada ATP (trifosfato de adenosina) para realizar actividad física. Estos ATP son sustancias que se descomponen mediante procesos metabólicos al ingerir carbohidratos, grasas, etc.
La razón por la que necesitamos oxígeno es para generar ATP. Las células normales producen el 95% de ATP a través de procesos metabólicos llamados fosforilación oxidativa mitocondrial. El 5% restante se elabora mediante un sistema fosfato-creatina (sistema ATP-PCr) o glucólisis que produce mucho ácido láctico.
Las células cancerosas, por otro lado, producen más del 50% del ATP necesario a través de la glucólisis. A pesar de la presencia de oxígeno, utilizando la glicólisis para producir una gran cantidad de ATP, es el efecto Warburg descubierto por el Dr. Warburg en 1924.
El Dr. Warburg afirmó que la cepa mitocondrial es la causa del efecto Warburg, que causa cáncer.
Profe. Peter L. Pedersen
Según el Dr. Warburg, dado que las teorías que buscan las causas del cáncer a partir de la variación genética han sido la corriente principal de la investigación del cáncer, la teoría del metabolismo del cáncer se ha convertido en un grupo marginal.
En 1960, había investigadores que estaban nuevamente interesados en el estudio de Warburg. Uno de los principales eruditos es Peter L. Pedersen, discípulo del gran bioquímico Albert Lehninger Ph.D. Ha estado investigando el proceso del metabolismo energético celular en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins desde 1968 hasta el presente.
El equipo de investigación de Pedersen ha identificado varios mecanismos de acción en los procesos metabólicos del cáncer.
En particular, identificaron que la hexoquinasa 2 (HK2) juega un papel importante en el efecto Warburg, y que HK2 tiene una relación muy estrecha con la proteína VDAC (canal aniónico dependiente del voltaje) en la membrana externa mitocondrial.
Diferencia entre el metabolismo energético normal y de las células cancerosas
La siguiente figura muestra el metabolismo energético de las células normales y cancerosas.
Mientras que las células normales crean el 95% del ATP total usando oxígeno en las mitocondrias, como en la imagen de la parte inferior derecha, las células cancerosas crean alrededor del 60 por ciento de ATP a través de la glucólisis, que crea una gran cantidad de ácido láctico.
Descubrimientos clave sobre el metabolismo de las células cancerosas
La siguiente figura es un diagrama de flujo que muestra los procesos metabólicos de la glucólisis.
Desde la primera etapa, la hexoquinasa está involucrada como una enzima donde la glucosa se cambia a lactato a través de piruvato.
HK2 también tiene una estrecha asociación con una proteína, denominada "VDAC", en la membrana mitocondrial externa.
(VDAC = canal aniónico dependiente del voltaje)
Ref: Nakashima, Mangan, Colombini y Pedersen Biochemistry, 1986
HK2 previene la apoptosis de las células cancerosas al alterar la reacción del VDAC con Bax, Bad, BCL-XL, etc.
Hace que las células cancerosas sean inmortales, a diferencia de las células normales.
La siguiente figura muestra un súper complejo con un VDAC asociado con ATP Synthasome, que produce ATP en las mitocondrias.
Para las células cancerosas, puede ver que el HK2 se combina en estrecho contacto con el VDAC.
Mitocondrias normales
Mitocondrias del cáncer
HK2 bloquea la función normal de VDAC para desencadenar la apoptosis.
Descubrimientos clave sobre el metabolismo de las células cancerosas
La siguiente es una recapitulación del papel de HK2 en las células cancerosas.
Disminuye la inhibición del producto por G-6-P.
Aumenta el acceso al sustrato, ATP.
Genera grandes cantidades de G-6-P, un precursor de todos los componentes básicos de las células.
Suprime la apoptosis facilitando la inmortalización celular.
Suprime la inflamación.
Por eso nos preocupa el tratamiento del cáncer dirigido a HK2.
Tratamiento para el cáncer
Terapia estándar
