El dilema de los poliaminas: ¿aliadas en la longevidad o cómplices del cáncer?

Las poliaminas son moléculas naturales que se encuentran en todas las células vivas y desempeñan un papel crucial en funciones biológicas esenciales, como el crecimiento celular y la especialización. En los últimos años, los científicos se han centrado en estos compuestos, especialmente en la spermidina, por su potencial para apoyar un envejecimiento saludable. Estas moléculas son a menudo descritas como "geroprotectores" debido a su capacidad para estimular la autofagia, un proceso celular que recicla componentes dañados. Este beneficio depende en gran medida de una proteína llamada eIF5A1.

Sin embargo, se ha observado que los niveles altos de poliaminas también están presentes en muchos tipos de cáncer, donde están vinculados al crecimiento agresivo de tumores. Esta contradicción ha generado un enigma científico: ¿cómo pueden las mismas moléculas que parecen promover la longevidad estar asociadas al cáncer?

Un enigma molecular en el metabolismo del cáncer

A pesar de que la conexión entre las poliaminas y el cáncer ha sido reconocida durante años, los mecanismos detallados detrás de su papel en la progresión tumoral han permanecido poco claros. Se sabe que las células cancerosas alteran su metabolismo, confiando en la glucólisis aeróbica para generar energía rápidamente. Sin embargo, no se comprende completamente cómo las poliaminas influyen en este cambio metabólico.

Además, el eIF5A1 tiene funciones bien establecidas en células normales y saludables, mientras que una proteína relacionada, eIF5A2, comparte el 84% de su secuencia de aminoácidos pero ha sido vinculada al desarrollo del cáncer. Esta diferencia en el comportamiento de dos proteínas casi idénticas ha sido una pregunta sin respuesta.

Análisis proteómico a gran escala revela vías distintas

Un equipo liderado por el profesor asociado Kyohei Higashi de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Ciencia de Tokio llevó a cabo un estudio exhaustivo utilizando métodos moleculares y proteómicos avanzados. Sus resultados, publicados en el volumen 301, número 8 del Journal of Biological Chemistry, aclaran cómo las poliaminas estimulan el crecimiento de células cancerosas a través de rutas biológicas que difieren de las involucradas en el envejecimiento saludable.

Los investigadores trabajaron con líneas celulares de cáncer humano para examinar cómo las poliaminas afectan la producción de proteínas y el metabolismo. Primero redujeron los niveles de poliaminas utilizando un fármaco y luego los restauraron añadiendo spermidina. Este enfoque les permitió medir directamente el impacto de las poliaminas en las células cancerosas. Utilizando técnicas proteómicas de alta resolución, analizaron cambios en más de 6,700 proteínas.

Los resultados mostraron que las poliaminas aumentan principalmente la glucólisis, el proceso que convierte rápidamente la glucosa en energía, en lugar de mejorar la respiración mitocondrial, que está más estrechamente relacionada con el envejecimiento saludable. El equipo también encontró que las poliaminas aumentan los niveles de eIF5A2 y cinco proteínas ribosomales, todas asociadas con la gravedad del cáncer.

eIF5A1 vs eIF5A2 en células normales y cancerosas

Una comparación lado a lado de eIF5A1 y eIF5A2 proporcionó una visión crítica. "La actividad biológica de las poliaminas a través de eIF5A difiere entre los tejidos normales y cancerosos", explica el Dr. Higashi. "En los tejidos normales, eIF5A1, activado por poliaminas, activa las mitocondrias a través de la autofagia, mientras que en los tejidos cancerosos, eIF5A2, cuya síntesis es promovida por las poliaminas, controla la expresión génica a nivel de traducción para facilitar la proliferación de células cancerosas".

En otras palabras, las poliaminas desencadenan efectos muy diferentes dependiendo de qué proteína influyan. En células sanas, apoyan el mantenimiento celular y la producción de energía. En células cancerosas, ayudan a impulsar un crecimiento rápido.

Cómo las poliaminas aumentan eIF5A2

Experimentos adicionales revelaron cómo las poliaminas aumentan los niveles de eIF5A2. En condiciones típicas, la producción de la proteína eIF5A2 está restringida por una pequeña molécula de ARN regulador llamada miR-6514-5p. Los investigadores descubrieron que las poliaminas interrumpen este freno natural, permitiendo que se produzca eIF5A2 en mayores cantidades. También demostraron que eIF5A2 controla un grupo distinto de proteínas en comparación con eIF5A1, reforzando la idea de que estas dos proteínas similares realizan funciones separadas.

Implicaciones para la terapia del cáncer y la seguridad de los suplementos

Estos hallazgos tienen importantes implicaciones tanto para el tratamiento del cáncer como para el uso de suplementos de poliaminas. Los resultados destacan cuán importante es el contexto biológico. En tejidos sanos, las poliaminas pueden proporcionar beneficios anti-envejecimiento a través de eIF5A1. En tejidos que son cancerosos o están en riesgo de volverse malignos, las mismas moléculas pueden estimular el crecimiento tumoral a través de eIF5A2. Este comportamiento dual ayuda a explicar por qué las poliaminas han sido tan difíciles de interpretar en la investigación médica.

El estudio también identifica un nuevo objetivo terapéutico prometedor. "Nuestros hallazgos revelan un papel importante para eIF5A2, regulado por poliaminas y miR-6514-5p, en la proliferación de células cancerosas, sugiriendo que la interacción entre eIF5A2 y los ribosomas, que regula la progresión del cáncer, es un objetivo selectivo para el tratamiento del cáncer", comenta el Dr. Higashi. Dirigir específicamente a eIF5A2 podría, en teoría, ralentizar el crecimiento del cáncer sin interferir con los efectos beneficiosos vinculados a eIF5A1.

En general, esta investigación marca un avance significativo en la comprensión de los complejos y a veces contradictorios roles de las poliaminas. En el futuro, los científicos podrían ser capaces de diseñar estrategias que preserven sus efectos positivos en el envejecimiento saludable mientras reducen su potencial para apoyar el desarrollo del cáncer.

Este estudio fue apoyado en parte por una Grant-in-Aid for Scientific Research (C) (No. 18K06652) de la Japan Society for the Promotion of Science, la Hamaguchi Foundation for the Advancement of Biochemistry, y una Extramural Collaborative Research Grant del Cancer Research Institute, Kanazawa University, Japón.