Quem é
Otto Heinrich Warburg 1883 ~ 1970

Fisiologista alemão. Ele se formou na Universidade de Berlim e Heidelberg. Professor da Universidade de Berlim e diretor de pesquisa do Centro de Pesquisa em Fisiologia Kaiser Wilhelm (1931 ~ 1970).
Warburg investigou o metabolismo dos tumores e a respiração das células, particularmente as células cancerosas, e em 1931 recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia por sua descoberta da natureza e modo de ação das enzimas respiratórias.
“O câncer, acima de todas as outras doenças, tem inúmeras causas secundárias. Mas, mesmo para o câncer, existe apenas uma causa principal. Resumindo em poucas palavras, a principal causa do câncer é a substituição da respiração do oxigênio nas células normais do corpo por uma fermentação de açúcar. ”
: O câncer deve ser interpretado como uma disfunção mitocondrial. - Otto H. Warburg

O câncer é uma doença metabólica.

O “efeito Warburg” é um conteúdo importante que descreve os processos metabólicos das células cancerosas que são diferentes das células normais.

O corpo humano usa uma fonte de energia básica chamada ATP (trifosfato de adenosina) para fazer atividade física. Esses ATP são substâncias que são decompostas por processos metabólicos pela ingestão de carboidratos, gorduras, etc.

Precisamos de oxigênio para gerar ATP. As células normais produzem 95% do ATP por meio de processos metabólicos chamados fosforilação oxidativa mitocondrial. Os 5% restantes são feitos por meio de sistemas fosfato-creatina (sistema ATP-PCr) ou glicólise que produz muito ácido lático.

As células cancerosas, por outro lado, produzem mais de 50% do ATP necessário por meio da glicólise. Apesar da presença de oxigênio, usando a glicólise para produzir uma grande quantidade de ATP, é o efeito Warburg descoberto pelo Dr. Warburg em 1924.

Dr. Warburg afirmou que a cepa mitocondrial é a causa do efeito Warburg, que causa câncer.

Prof. Peter L. Pedersen

  1. Depois do Dr. Warburg, uma vez que as teorias que buscam as causas do câncer a partir da variação do gene têm sido a corrente principal da pesquisa do câncer, a teoria do metabolismo do câncer foi empurrada para um grupo marginal.
  2. Em 1960, havia pesquisadores que se interessaram pelo estudo de Warburg novamente. Um dos principais estudiosos é Peter L. Pedersen, discípulo do grande bioquímico Albert Lehninger Ph.D. Ele tem pesquisado o processo do metabolismo da energia celular na Johns Hopkins University Medical School de 1968 até o presente.
  3. A equipe de pesquisa de Pedersen identificou vários mecanismos de ação nos processos metabólicos do câncer.
  4. Em particular, eles identificaram que a Hexokinase 2 (HK2) desempenha um papel importante no Efeito Warburg, e HK2 tem uma relação muito próxima com a proteína VDAC (Voltage Dependent Anion Channel) na membrana mitocondrial externa.

Diferença entre o metabolismo de energia normal e de células cancerosas

A figura a seguir mostra o metabolismo energético de células normais e células cancerosas.
Enquanto as células normais criam 95% do ATP total usando oxigênio nas mitocôndrias, como a imagem no canto inferior direito, as células cancerosas criam cerca de 60% do ATP por meio da glicólise, que cria uma grande quantidade de ácido láctico.

Principais descobertas sobre o metabolismo das células cancerosas

A figura a seguir é um fluxograma que mostra os processos metabólicos da glicólise.
Desde o primeiro estágio, a hexoquinase está envolvida como uma enzima onde a glicose é alterada para lactato por meio do piruvato.
HK2 também tem uma estreita associação com uma proteína, denominada “VDAC”, na membrana mitocondrial externa.
(VDAC = Canal de ânion dependente de tensão)

Ref: Nakashima, Mangan, Colombini e Pedersen Biochemistry, 1986
HK2 impede a apoptose de células cancerosas ao perturbar o VDAC reagindo com Bax, Bad, BCL-XL, etc.
Isso torna as células cancerosas imortais, ao contrário das células normais.

A figura a seguir mostra um Super Complex com um VDAC associado ao ATP Synthasome, que produz ATP na mitocôndria.
Para células cancerosas, você pode ver que o HK2 é combinado em contato próximo com o VDAC.

Mitocôndrias normais

Mitocôndria de câncer

O HK2 bloqueia a função normal do VDAC para desencadear a apoptose.

Principais descobertas sobre o metabolismo das células cancerosas

O que se segue é uma recapitulação do papel do HK2 nas células cancerosas

  1. Diminui a inibição do produto pelo G-6-P.
  2. Aumenta o acesso ao substrato, ATP.
  3. Gera grandes quantidades de G-6-P, um precursor de todos os blocos de construção de células.
  4. Suprime a apoptose, facilitando a imortalização celular.
  5. Suprime a inflamação.

    É por isso que estamos preocupados com o tratamento do câncer direcionado ao HK2.

Tratamento de câncer

Terapia Padrão

Terapia Assistiva