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Sepiapterina: Una Nueva Esperanza en la Terapia del Cáncer

La investigación revela el potencial de la sepiapterina para mejorar el tratamiento del cáncer mediante el aumento de la inmunidad.

Saori Furuta, V. Sharma, V. Fernando, X. Zheng, O. Sweef, E.-S. Choi, V. Thomas

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La arginina es un aminoácido que es crucial para nuestros cuerpos. Podemos obtenerlo a través de la comida que comemos, y juega un papel en diferentes procesos biológicos. En lo que respecta al cáncer, la arginina puede tomar dos caminos principales en el cuerpo: se puede convertir en Óxido nítrico (NO) o en Poliaminas (PAs).

¿Qué Son las Poliaminas?

Las poliaminas son compuestos pequeños que ayudan a las células a crecer. Sin embargo, en los tumores, niveles altos de poliaminas pueden hacer que el ambiente sea menos amigable para el sistema inmunológico. Esto significa que los tumores pueden crecer más fácilmente sin ser atacados por las células inmunes. Por ejemplo, si hay demasiadas poliaminas, el cuerpo puede no producir suficientes Células T citotóxicas, que son clave en la lucha contra el cáncer.

Los macrófagos asociados al tumor, que son células inmunes que se encuentran en el ambiente del tumor, a menudo favorecen la producción de poliaminas sobre el óxido nítrico. Esto lleva a un aumento de poliaminas, que puede promover el crecimiento del tumor y suprimir la respuesta inmune.

El Papel del Óxido Nítrico

Por otro lado, el óxido nítrico juega un papel importante en nuestra respuesta inmune. Puede ayudar a activar las células inmunes, haciéndolas más efectivas para destruir células tumorales. Pero en un ambiente rico en poliaminas, la producción de óxido nítrico puede estar limitada. Esto a menudo es resultado de bajos niveles de tetrahidrobiopterina (BH4), que es necesaria para producir óxido nítrico.

La investigación ha demostrado que cuando se inhibe la producción de óxido nítrico, puede llevar a cambios en el tejido mamario que pueden resultar en lesiones precoces.

Enfocando el Metabolismo de la Arginina en el Tratamiento del Cáncer

Dado los roles importantes del metabolismo de la arginina en el cáncer, los científicos han estado buscando maneras de manipularlo para el tratamiento del cáncer. Algunas estrategias que se han estudiado incluyen reducir los niveles de arginina en el cuerpo o inhibir la producción de poliaminas. Aunque estos enfoques han mostrado potencial, también pueden traer efectos secundarios que podrían limitar su uso.

Introduciendo Sepiapterina

Para abordar los problemas con las terapias actuales, los investigadores han estado probando un compuesto llamado sepiapterina (SEP). Este compuesto es un precursor de la tetrahidrobiopterina y se ha utilizado en el tratamiento de ciertos desórdenes metabólicos. A diferencia de otros tratamientos, hasta ahora el SEP ha mostrado pocos o ningún efecto secundario serio.

Efectos de la Sepiapterina en las Células de Cáncer

Los experimentos han demostrado que cuando se agrega SEP a las células de cáncer de mama, reduce la producción de poliaminas y aumenta la producción de óxido nítrico. Este cambio ayuda a restablecer los niveles de ciertos marcadores de crecimiento a los que se encuentran en células normales.

Además, se ha encontrado que el SEP altera el estado metabólico de los macrófagos asociados al tumor, transformándolos de un tipo que suprime la inmunidad a un tipo más pro-inmunidad. Este cambio mejora la actividad de las células T citotóxicas, lo que lleva a una reducción significativa en el crecimiento del tumor.

Probando la Sepiapterina en Modelos Animales

Para ver si el SEP puede prevenir el crecimiento del tumor en organismos vivos, los investigadores realizaron pruebas en ratones propensos a desarrollar tumores de mama. A los ratones se les dio SEP a través de su agua de beber desde una edad temprana. Los resultados mostraron que un número significativo de ratones que recibieron SEP no desarrollaron tumores, mientras que la mayoría de los ratones de control sí lo hicieron.

Entendiendo el Mecanismo

Los mecanismos subyacentes revelaron que el tratamiento con SEP llevó a cambios en el metabolismo y la inmunidad. Específicamente, aumentó el número total de células T, especialmente células T de memoria, en la sangre y la médula ósea. Esto sugiere que el SEP no solo ayuda en las respuestas inmunitarias inmediatas, sino que también puede ayudar a formar una memoria inmunológica duradera contra los tumores.

La Importancia de las Células T de Memoria

Las células T de memoria son cruciales para la inmunidad a largo plazo. Ellas "recuerdan" infecciones pasadas o células cancerosas, permitiendo que el cuerpo responda de manera más efectiva si estas amenazas regresan. El aumento de estas células debido al tratamiento con SEP muestra promesa para una posible protección a largo plazo contra el cáncer.

¿Qué Cambios Se Observaron?

Los investigadores encontraron que el tratamiento con SEP llevó a una disminución general en los metabolitos asociados con la producción de energía y la supresión inmune. En contraste, los metabolitos vinculados a la activación inmune se elevaron después del tratamiento con SEP. Esto indica que el SEP cambia el metabolismo del cuerpo hacia un estado que favorece la lucha contra los tumores.

El Papel de la Médula Ósea

Además de los cambios en la sangre, los investigadores también observaron la médula ósea. La médula ósea de los ratones tratados con SEP mostró niveles más altos de células T y células madre, sugiriendo que el SEP mejora la capacidad del cuerpo para producir células inmunes.

Implicaciones para Futuras Terapias contra el Cáncer

Los hallazgos sobre el SEP y sus efectos en el metabolismo de la arginina y la función inmune sugieren que podría jugar un papel significativo en futuras terapias contra el cáncer. Con su capacidad para promover respuestas inmunes mientras también normaliza el metabolismo de la arginina, el SEP proporciona una nueva vía para la prevención y tratamiento del cáncer.

Conclusión

La relación entre el metabolismo y la inmunidad en el cáncer es compleja, pero compuestos como la sepiapterina ofrecen esperanza para nuevas estrategias para combatir el cáncer de mama. Al redirigir el metabolismo de la arginina y mejorar la capacidad del sistema inmunológico para responder a los tumores, el SEP podría ser una herramienta efectiva en la lucha continua contra el cáncer. Se necesita más investigación para explorar su potencial en entornos clínicos y cómo se puede integrar en los protocolos de tratamiento existentes.

Fuente original

Título: Immunogenic shift of arginine metabolism triggers systemic metabolic and immunological reprogramming to prevent HER2+ breast cancer

Resumen: Arginine metabolism in tumors is often shunted into the pathway producing pro-tumor and immune suppressive polyamines (PAs), while downmodulating the alternative nitric oxide (NO) synthesis pathway. Aiming to correct arginine metabolism in tumors, arginine deprivation therapy and inhibitors of PA synthesis have been developed. Despite some therapeutic advantages, these approaches have often yielded severe side effects, making it necessary to explore an alternative strategy. We previously reported that supplementing SEP, the endogenous precursor of BH4 (the essential NO synthase cofactor), could correct arginine metabolism in tumor cells and tumor-associated macrophages (TAMs) and induce their metabolic and phenotypic reprogramming. We saw that oral SEP treatment effectively suppressed the growth of HER2-positive mammary tumors in animals. SEP also has no reported dose-dependent toxicity in clinical trials for metabolic disorders. In the present study, we report that a long-term use of SEP in animals susceptible to HER2-positive mammary tumors effectively prevented tumor occurrence. These SEP-treated animals had undergone reprogramming of the systemic metabolism and immunity, elevating total T cell counts in the circulation and bone marrow. Given that bone marrow-resident T cells are mostly memory T cells, it is plausible that chronic SEP treatment promoted memory T cell formation, leading to a potent tumor prevention. These findings suggest the possible roles of the SEP/BH4/NO axis in promoting memory T cell formation and its potential therapeutic utility for preventing HER2-positive breast cancer.

Autores: Saori Furuta, V. Sharma, V. Fernando, X. Zheng, O. Sweef, E.-S. Choi, V. Thomas

Última actualización: 2024-10-26 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619827

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619827.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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