Con la mira en la prevención, científicos brasileños investigan cómo puede causar cáncer el benzopireno
AGÊNCIA FAPESP/DICYT - El benzopireno es un potente agente cancerígeno perteneciente a la clase de los hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPAs), y se encuentra presente en el humo del cigarrillo, en el de los escapes de los automóviles, en el de la quema de la madera y en carnes excesivamente asadas a la brasas o ahumadas.
La comprensión de los diversos mecanismos por los cuales esta sustancia puede inducir la transformación maligna de células humanas es el objetivo de un proyecto de investigación apoyado por la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo (FAPESP) y coordinado por la profesora Ana Paula de Melo Loureiro en la Facultad de Ciencias Farmacéuticas (FCF) de la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil.
Resultados preliminares de dicho estudio se dieron a conocer en agosto pasado, durante el V Symposium on Epigenetics and Medical Epigenomics, que se realizó en São Paulo.
Según la investigadora, el objetivo del mismo consiste en identificar las vías celulares, es decir, las secuencias de reacciones biológicas implicadas en el desarrollo del cáncer, a los efectos de hallar posibles blancos para la prevención o el tratamiento de la enfermedad.
“Las pruebas demostraron que la suplementación de los cultivos celulares con nicotinamida ribósido, uno de los componentes de la vitamina B3, protegió a las células e impidió la transformación maligna. Ahora pretendemos entender mediante qué mecanismos sucede esto y si este compuesto puede utilizarse en la quimioprevención”, comentó De Melo Loureiro.
El desarrollo de una parte de este proyecto estuvo a cargo de Tiago Franco de Oliveira, becario de posdoctorado de la FAPESP. La etapa actual, que comprende la suplementación con nicotinamida ribósido, se lleva a cabo como proyecto doctoral de Everson Willian Fialho Cordeiro, también con beca de la FAPESP.
La metodología
Los experimentos están siendo realizados con células normales de pulmón, más precisamente, del epitelio brónquico. Estas células se incuban con el benzopireno durante una semana. Debido a que es una sustancia de rápida absorción y biotransformación, según comentó la investigadora, debe reponérsela diariamente en los cultivos.
Al final del período de incubación, las células pasan a un medio semisólido que contiene agarosa, un polisacárido extraído de las algas, con la finalidad de impedir la adherencia a la placa de cultivo.
“Ya se sabe que las células epiteliales normales no logran crecer en ese medio semisólido sin anclaje. Para que esto sea posible, es necesario alterar la expresión de algunos genes y proteínas para favorecer el desarrollo tumoral: hay que silenciar la expresión de las caderinas [las moléculas de adherencia dependientes del calcio que hacen posible la unión entre células vecinas], por ejemplo”, explicó la investigadora.
Dicha transformación se observó en cultivos expuestos a concentraciones de 0,5 y 1 micromolar (μM) de benzopireno que crecieron a lo largo de siete días. Las células expuestas a 0,1 μM no crecieron en el medio de agar. Según De Melo Loureiro, es posible que concentraciones más bajas del carcinógeno induzcan la transformación celular luego de períodos más largos de exposición.
Análisis realizados durante el período de incubación revelaron la existencia de alteraciones en el ADN, tanto genéticas (lesiones capaces de originar mutaciones en la secuencia de nucleótidos) como epigenéticas (aumento de los niveles de 5-metilcitosina, que altera la expresión de genes). Las células que crecieron en el medio semisólido presentaron hipometilación global (disminución de los niveles de 5-metilcitosina), una característica de las células tumorales.
Datos recientes de la literatura científica sugieren que la aparición de tumores está fuertemente asociada con alteraciones genéticas, como así también con alteraciones epigenéticas, que pueden activar la expresión de genes protumorales o silenciar genes protectores, por ejemplo.
Pero lo que más llamó la atención de los científicos fue una merma significativa de los niveles de metabolitos implicados en la producción de energía destinada a las células inmediatamente después de la primera hora de exposición al benzopireno. En el transcurso del período de exposición se produjo una readaptación metabólica de las células, y al final, los niveles de los metabolitos aparecían elevados en las células expuestas en comparación con el grupo del control.
“Fue por esa razón que tuvimos la idea de suplementar los cultivos con nicotinamida ribósido, que es una molécula precursora del dinucleótido nicotinamida y adenina [NAD+], que es esencial para el metabolismo celular y para la producción de ATP [trifosfato de adenosina, la molécula que almacena la energía destinada a la célula]”, explicó.
El agregado del suplemento de nicotinamida ribósido (1 μM) se puso en marcha 24 horas antes de la exposición al benzopireno, y a partir de entonces se la renovó diariamente, junto con el benzopireno. Los restantes procedimientos fueron similares los de la prueba anterior.
Al final, las células expuestas al carcinógeno y suplementadas con nicotinamida ribósido no se mostraron capaces de crecer en el medio de agar, y presentaron un comportamiento similar al de las células de control (que no fueron expuestas al benzopireno).
“Sabemos que las células tumorales tienen el metabolismo alterado, proyectado para el crecimiento. Ahora pretendemos investigar de qué modo el suplemento de nicotinamida ribósido protegió contra la transformación de células que estaban en contacto con una sustancia conocidamente carcinogénica”, dijo De Melo Loureiro.