Un compuesto del brócoli induce la muerte celular en la levadura

Vía de investigación para el tratamiento del cáncer

26.01.2022 - Japón

El brócoli puede contener ventajas más allá de la nutrición. Una molécula que se encuentra en el brócoli, la col y otros alimentos se descompone en DIM, un compuesto con beneficios más brillantes de lo que su nombre indica, como la inducción de la muerte celular en el cáncer de mama, próstata y colon. Ahora, los investigadores empiezan a comprender el mecanismo que subyace a este comportamiento molecular, información que podría ayudar a dilucidar futuros tratamientos contra el cáncer.

En un informe publicado el 10 de diciembre de 2021 en PLOS One, los investigadores de la Universidad de Hiroshima resumen su hallazgo de que el DIM, o 3,3'-Diindolilmetano, también desencadena la muerte controlada de células enteras y el reciclaje de componentes celulares en la levadura de fisión. Todavía está por ver si el mecanismo de daño inducido por el DIM se conserva en los humanos, pero el autor del artículo, Masaru Ueno, explicó que la levadura de fisión unicelular permite examinar más fácilmente la maquinaria molecular que imita el comportamiento de organismos más complejos.

"Descubrimos que el compuesto químico DIM induce una nueva actividad biológica que daña las membranas nucleares de la levadura de fisión", dijo Ueno, profesor asociado del Centro de Investigación para el Envejecimiento Saludable de la Escuela de Posgrado de Ciencias Integradas para la Vida de la Universidad de Hiroshima.

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Las membranas nucleares encierran la información genética de la célula. Una vez que el material genético se replica, la envoltura nuclear, que comprende las membranas interna y externa, se pellizca en dos y se separa, dando lugar a dos células donde antes había una.

"La integridad de las membranas nucleares es importante para la salud humana", dijo Ueno. "Las mutaciones que causan defectos en la membrana nuclear aceleran el envejecimiento. Las membranas nucleares también se rompen y reparan durante la migración de las células cancerosas".

Parte del proceso de reparación de la célula se llama autofagia, o "autocomida". Se trata de la vía de degradación de los componentes celulares, en la que la célula consumirá sus partes internas para conservar energía y agilizar los procesos de mantenimiento de la vida. Ueno también señaló que la autofagia está implicada tanto en el envejecimiento como en las enfermedades relacionadas con la edad. Si la reparación ya no es una opción, las células se rompen en un proceso de muerte programada llamado apoptosis. Según Ueno, muchos fármacos citotóxicos contra el cáncer actúan induciendo la apoptosis, por lo que poder controlar el proceso puede ayudar a preservar y mejorar la salud humana.

"Nuestros resultados sugieren que la envoltura nuclear podría ser una de las primeras dianas del DIM", afirma el autor del artículo, Parvaneh Emami, estudiante de posgrado de la Escuela de Ciencias Integradas para la Vida de la Universidad de Hiroshima.

Este hallazgo se basa en un informe anterior de un equipo de investigación de Alemania, que descubrió que una alta concentración de DIM aumenta la vida útil de la levadura de fisión. Puede parecer contrario a la intuición que un compuesto que induce la apoptosis pueda aumentar la vida de un organismo, pero Emami explicó que el DIM parece provocar ese comportamiento sólo en las células que se dividen exponencialmente, como el cáncer. Si las células cancerosas mueren, el organismo puede vivir más tiempo.

"Estudios recientes en humanos demuestran que el DIM es un fármaco potencial contra el cáncer que actúa mediante la inducción de la apoptosis en una amplia gama de tipos de cáncer, como el de mama, próstata, gástrico y de páncreas", dijo Ueno. "Las investigaciones también demuestran que el DIM induce la autofagia en las células cancerosas. Sin embargo, no se conoce del todo el impacto de la autofagia en la formación y progresión de los tumores. La comprensión del mecanismo de apoptosis y autofagia mediante el DIM en la levadura de fisión puede ser útil para la investigación del cáncer humano y la longevidad. Creemos que el estudio de la estructura de la envoltura nuclear podría ser un buen punto de partida para estos casos".

Los investigadores seguirán investigando el papel del DIM en la levadura de fisión. "Queremos entender cómo el DIM daña las membranas nucleares en la levadura de fisión, lo que podría contribuir al desarrollo de un fármaco de primera clase para eliminar las células cancerosas", dijo Emami. "También queremos entender el mecanismo de cómo el DIM induce la autofagia en la levadura de fisión, lo que podría contribuir a entender cómo aumentar la vida humana".

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