Moléculas viejas y nuevos complejos:los investigadores del Centro de Cáncer Hollings de la Universidad Médica de Carolina del Sur (MUSC) han descubierto complejos de membranas celulares llamados ceramidosomas que pueden ser un nuevo objetivo de los medicamentos para matar las células cancerosas. Este descubrimiento comenzó mientras se averiguaba la inesperada actividad aniquiladora de células cancerosas de un medicamento para la esclerosis múltiple aprobado por la FDA llamado FTY720 (Gilenya, Novartis). Sus hallazgos aparecen en la edición de enero de 2019 de la Revista de química biológica .

"Estos complejos son realmente interesantes ya que se forman en la membrana celular y hacen que las células exploten, "dice Besim Ogretmen, Doctor., Cátedra Dotada en Lipidómica y Descubrimiento de Fármacos en el SmartState Center for Lipidomics, Pathobiology and Therapy en Hollings Cancer Center y profesor en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular.

El Ogretmen Lab acuñó el término "ceramidosoma" cuando identificaron esta estructura compleja formada por moléculas lipídicas (grasas) llamadas ceramida, y otros dos componentes proteicos. La identificación de "-somas" ha ido en aumento en los últimos años a medida que los investigadores comprenden mejor qué moléculas individuales se unen para formar funciones importantes pero previamente desconocidas.

Simplemente pon, una célula es como un huevo y la membrana celular es como la cáscara de un huevo. Así como las cáscaras de huevo tienen pequeñas aberturas o poros que permiten que el aire y la humedad entren y salgan, las membranas celulares tienen miles de poros. Las ceramidas son cadenas de moléculas lipídicas que se encuentran en la membrana celular y tienen la función de controlar la muerte celular. El equipo de investigación de Ogretmen descubrió que las ceramidas pueden unirse con otras moléculas y formar un nuevo tipo de poros de la membrana celular:los ceramidosomas.

Los ceramidosomas son grandes poros de membrana que hacen que la membrana celular se ondule. Una membrana celular ondulada es débil, y la celda explota y muere, similar a cómo una cáscara de huevo agrietada no puede contener el contenido del huevo.

El Ogretmen Lab ha estado estudiando las múltiples funciones biológicas de las moléculas de lípidos como las ceramidas durante muchos años. Sin embargo, FTY720 es un fármaco aprobado por la FDA que también desempeña funciones contra el cáncer, en parte induciendo ceramidosomas en la membrana celular. Cuando los investigadores ponen FTY720 en células cancerosas, se sorprendieron al descubrir que las células cancerosas mueren. Usando FTY720 como una herramienta para investigar lo que estaba sucediendo, el laboratorio de Ogretmen se propuso comprender cómo mueren las células cancerosas.

El objetivo principal del laboratorio era estudiar si la producción de ceramida juega algún papel en la muerte de células cancerosas observada impulsada por FTY720. El medicamento está aprobado para tratar la esclerosis múltiple. Actúa reduciendo la actividad del sistema inmunológico, pero primero debe ser modificado especialmente por el hígado para que funcione a favor de la inmunosupresión.

El laboratorio de Ogretmen descubrió que este medicamento mata las células cancerosas sin el paso de modificación del hígado. FTY720 actúa activando moléculas que inducen la supresión de tumores. Como una reacción en cadena la droga vuelve las células cancerosas contra sí mismas. Este es un método novedoso de muerte celular debido a las moléculas involucradas y la forma en que la célula explota esencialmente. Si se evita la formación del ceramidosoma, las células tratadas con fármacos no mueren. Esto reveló que la formación de ceramidosomas es parte integral de la muerte de las células cancerosas inducida por fármacos.

El descubrimiento inicial del laboratorio ha abierto el camino para muchos estudios adicionales. Se necesitan estudios moleculares más profundos para determinar cómo se activan y se mueven los ceramidosomas en la membrana celular. También pueden tener otras funciones además de causar la muerte celular. Por ejemplo, También encontraron que ciertas células, como las células madre de la línea germinal, tienen ceramidosomas incluso sin tratamiento con FTY720.

Estos hallazgos iniciales son un paso positivo en la búsqueda de medicamentos contra el cáncer más eficaces. Dado que FTY720 está aprobado por la FDA, Existe la posibilidad de que se pueda usar fuera de la etiqueta para tratamientos contra el cáncer. También se están estudiando diferentes versiones del medicamento para encontrar modificaciones que aún destruyan las células cancerosas pero que no inhiban el sistema inmunológico. Como buenos detectives los investigadores están moviendo pista por pista para descubrir las funciones desconocidas de este complejo de ceramidosomas recién descubierto. Usando FTY720 como herramienta para inducir ceramidosomas, los investigadores esperan acelerar el progreso a lo largo del camino desde la mesa de laboratorio hasta la cabecera del paciente.

"Comprender los mecanismos fundamentales de cómo las células cancerosas crecen sin control es clave para desarrollar fármacos más eficaces para matarlas, y este es nuestro objetivo, "dice Ogretmen.