O metabolismo do câncer é uma das primeiras e mais antigas áreas de pesquisa na biologia do câncer. Isto baseia-se no princípio de que as atividades metabólicas são alteradas nas células cancerígenas em relação às células normais, o que é essencial para o início e manutenção das propriedades malignas. As células cancerosas normalmente proliferam de uma célula aberrante para mais de 109 células. Para alcançar e manter essa capacidade proliferativa, as células cancerígenas devem ativar ou melhorar as vias metabólicas atuais. Essas vias utilizam os nutrientes disponíveis para gerar os precursores metabólicos para o anabolismo celular, o aumento da demanda energética, a biossíntese e para manter o equilíbrio redox na célula.
A glicose, sendo o nutriente mais abundante no sangue, é o principal contribuinte para a evolução do metabolismo das células dos mamíferos. Normalmente, a maior parte da glicose é catabolizada através da glicólise em piruvato, que é transportado para a mitocôndria. Nas mitocôndrias, o piruvato alimenta o ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) e a cadeia de transporte de elétrons (ETC), onde ocorre a fosforilação oxidativa e fornece energia na forma de ATPs. As células cancerígenas, paradoxalmente, convertem grande parte do piruvato em lactato, um rendimento energético extremamente baixo e, consequentemente, as células cancerígenas requerem uma elevada taxa de consumo de glicose para satisfazer as suas exigências anabólicas. Uma alta taxa de catabolismo da glicose em lactato é o distúrbio metabólico mais onipresente observado nas células cancerígenas e foi relatado pela primeira vez por Otto Warburg em 1956.
A glutamina é o segundo nutriente mais consumido depois da glicose e é o “transportador de nitrogênio” mais importante no sangue. Ele traz o nitrogênio orgânico para as células cancerígenas, a fim de usá-lo para produzir os aminoácidos essenciais e, portanto, as proteínas necessárias para produzir mais células cancerígenas. A serina é o terceiro metabólito mais consumido pelas células cancerígenas e é convertida em glicina através da atividade das serina hidrometiltransferases (SHMT1 e SHMT2) e libera uma unidade de um carbono para o pool de um carbono, que é utilizado na biossíntese de monofosfato de timidina (dTMP). ) e purinas,
Recentemente, mutações em três enzimas do ciclo do TCA, succinato desidrogenase (SDH), fumarato hidratase (FH) e isocitrato desidrogenase (IDH), são vistas como um papel causal na carcinogênese. Em tumores associados a defeitos das enzimas SDH, FH e IDH, os mecanismos subjacentes da tumorigênese envolvem o acúmulo de oncometabólitos (succinato, fumarato e (R) -2-HG) que transmitem sinais oncogênicos. Por exemplo. Foi observado que uma alta porcentagem de gliomas difusos de grau inferior abrigam mutações nos genes (IDH1 e IDH2).
Resumindo, a reprogramação metabólica é uma das principais características do câncer. Essas alterações metabólicas fornecem às células cancerígenas energia e metabólitos vitais para apoiar processos de biossíntese, proliferação e tumorigênese em larga escala e estão atualmente sendo utilizadas para o desenvolvimento de novas terapias direcionadas ao câncer.
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Última modificação: 14/11/2017