Las células cancerosas liberan energía como mecanismo de defensa

Una de las habilidades de las células cancerosas es producir de forma súbita adenosín trifosfato (ATP) —su fuente principal de energía— para defenderse de una presión externa, según ha descubierto un equipo de científico del centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG).

Este "subidón", descrito en la revista Nature Communications, les permite reparar roturas en el ADN y sobrevivir en entornos congestionados del cuerpo. Es decir, las hace capaces de arrastrarse por el microambiente tumoral, introducirse en los vasos sanguíneos porosos y soportar la fuerza del flujo de la sangre sin mucha dificultad.

Gracias a este proceso, las células cancerosas pueden arrastrarse por el microambiente tumoral, introducirse en los vasos sanguíneos y soportar la fuerza del flujo de la sangre

La razón de todo ello se encuentra en sus responsables energéticas, las mitocondrias. "Ante una presión mecánica, no solo generan energía, sino que se mueven estratégicamente para abastecer directamente al núcleo", contesta a SINC la líder del estudio e investigadora del CRG, Sara Sdelci.

"Esto cambia la visión tradicional que teníamos sobre este orgánulo y los sitúa como actores principales en la respuesta estructural y metabólica frente a cualquier estrés mecánico", resalta la biomédica.

Este hallazgo contribuye a explicar el medio por el que las células tumorales superan las barreras del cuerpo humano y plantea la posibilidad de crear nuevas estrategias que las paralicen antes de que se expandan hacia otros órganos.

Mitocondrias asociadas al núcleo

Para saberlo, los científicos emplearon un microscopio capaz de comprimir células vivas hasta tres micras de ancho, lo que representa una trigésima parte del grosor de un cabello humano, según indica el estudio.

Observaron que, en cuestión de segundos, las mitocondrias se desplazaban hacia la superficie del núcleo y liberaban adenosín trifosfato adicional para llenar las reservas de "combustible".

Las mitocondrias se acumulan alrededor del núcleo y forman una especie de halo denso que hunde el núcleo para proteger a la célula de la presión

"Ya no hablamos de baterías estáticas", afirma Sdelci sobre el papel de las mitocondrias. Son como "ávidas socorristas" a las que recurre la célula en situaciones de emergencia, sobre todo cuando se ve presionada por alguna fuerza externa, explica la biomédica.

En concreto, estas unidades energéticas se acumulan alrededor del núcleo y forman una especie de halo denso que hunde el núcleo para proteger a la célula de la presión. Este fenómeno se ha detectado en el 84 % de los casos estudiados y los científicos lo llamaron mitocondrias asociadas al núcleo.

Asimismo, emplearon un sensor fluorescente que se iluminaba cuando la célula liberaba energía, y hallaron que la señal aumentaba un 60 % tres segundos después de la comprensión. "Esto es una clara señal de que se adaptan a la tensión y reconfiguran su metabolismo", argumenta otro de los autores del estudio, Fabio Pezzano.

¿Por qué liberan energía?

Experimentos posteriores explicaron por qué importa el "subidón" energético. El equipo observó que la compresión mecánica somete al ADN a mucho estrés, lo que produce daños en sus cadenas y enredos del genoma humano.

Para reparar esas roturas, las células cancerosas utilizan complejos de reparación que requieren mucha energía. Para el estudio, los investigadores proporcionaron a estas células un aporte extra de ATP con el que arreglaron el ADN en pocas horas, mientras que aquellas carentes de este compuesto no lograron dividirse correctamente.

"Las mitocondrias asociadas al núcleo no solo trasportan energía", cuenta Sdelci a SINC. "Su formación también permite que reciba energía en el momento y lugar adecuados para reorganizar la cromatina, reparar el ADN y continuar con el ciclo celular", apunta la biomédica.

Pruebas clínicas

Con el propósito de verificar la relevancia clínica de su proyecto, los científicos llevaron a cabo varias biopsias de tumores de mama en 17 personas.

Los halos densos de mitocondrias aparecieron en el 5,4 % de los núcleos de las zonas tumorales más propensas a expandirse. "Ver esta firma en los pacientes nos convenció de su relevancia científica", destaca en un comunicado otro autor de la investigación, Ritobrata Ghose.

El halo protector se forma a través de las mismas proteínas que permiten la contracción muscular, los filamentos de actina, y el retículo endoplásmico.

Los científicos descubrieron que las mismas proteínas que permiten la contracción muscular —filamentos de actina— se arremolinan en torno al núcleo, a la vez que otra parte de la célula, el retículo endoplásmico, se despliega en forma de malla. Esto permite atrapar a las mitocondrias y configurar el halo protector.

No obstante, al usarse un fármaco —latrunculina A— para romperla actina, el equipo observó que la formación mitocondrial se redujo drásticamente y que la liberación de energía disminuía. Si las células metastásicas dependen de ello, los fármacos capaces de bloquear este proceso podrían ayudar a que los tumores fueran menos invasivos y preservar los tejidos sanos, tal y como relata el estudio.

Aunque el trabajo se centró en el cáncer, los autores piensan que es un fenómeno universal en la biología, como ocurre con las células inmunitarias que se abren paso por los ganglios linfáticos o las neuronas que se ramifican.

Según Sdelci, allí donde las células estén bajo presión, "es probable que se dé un impulso energético para salvaguardar la integridad del genoma". "Comprender este proceso nos aporta una idea de cómo habita una célula cancerosa en un entorno hostil como es el tumor. En el futuro, podríamos explorar formas de bloquear esta adaptación para dificultar su supervivencia", explica.

Referencia:

Ghose et al. Mitochondria-derived nuclear ATP surge protects against 3 confinement-induced proliferation defects. Nature Communications. 2025.

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