La hipótesis de Warburg ( / v ɑr b ʊər ɡ / ), a veces conocida como la teoría de Warburg de cáncer , los postulados de que el controlador de la tumorigénesis es una respiración celular insuficiente causado por insulto a las mitocondrias . [1] El término efecto Warburg en oncología describe la observación de que las células cancerosas , y muchas células cultivadas in vitro , exhiben fermentación de glucosa incluso cuando hay suficiente oxígeno presente para respirar adecuadamente.[2] En otras palabras, en lugar de respirar completamente en presencia de oxígeno adecuado, las células cancerosas fermentan. La hipótesis de Warburg era que el efecto Warburg era la causa principal del cáncer. La opinión popular actual es que las células cancerosas fermentan la glucosa mientras mantienen el mismo nivel de respiración que estaba presente antes del proceso de carcinogénesis , por lo que el efecto Warburg se definiría como la observación de que las células cancerosas exhiben glucólisis con producción de lactato y respiración mitocondrial incluso. en presencia de oxígeno. [3] [4]
Hipótesis
La hipótesis fue postulada por el premio Nobel Otto Heinrich Warburg en 1924. [5] Él planteó la hipótesis de que el cáncer , el crecimiento maligno y el crecimiento tumoral son causados por el hecho de que las células tumorales generan principalmente energía (como p. Ej., Trifosfato de adenosina / ATP) por -desglose oxidativo de la glucosa (un proceso llamado glucólisis ). Esto contrasta con las células sanas que generan principalmente energía a partir de la degradación oxidativa del piruvato . El piruvato es un producto final de la glucólisis y se oxida dentro de las mitocondrias . Por lo tanto, según Warburg, la carcinogénesis se deriva de la disminución de la respiración mitocondrial . Warburg consideraba que la diferencia fundamental entre las células normales y cancerosas era la relación entre la glucólisis y la respiración; esta observación también se conoce como efecto Warburg.
En la teoría de la mutación somática del cáncer, la proliferación maligna es causada por mutaciones y expresión genética alterada, en un proceso llamado transformación maligna , que resulta en un crecimiento descontrolado de células. [6] [7] La diferencia metabólica observada por Warburg adapta las células cancerosas a las condiciones hipóxicas (deficiencia de oxígeno) dentro de los tumores sólidos y resulta en gran parte de las mismas mutaciones en oncogenes y genes supresores de tumores que causan las otras características anormales de las células cancerosas. . [8] Por lo tanto, el cambio metabólico observado por Warburg no es tanto la causa del cáncer, como afirmó, sino más bien, es uno de los efectos característicos de las mutaciones que causan cáncer.
Warburg articuló su hipótesis en un artículo titulado La causa principal y la prevención del cáncer que presentó en una conferencia en la reunión de los premios Nobel el 30 de junio de 1966 en Lindau , lago de Constanza , Alemania. En este discurso, Warburg presentó evidencia adicional que respalda su teoría de que la anaerobiosis elevada observada en las células cancerosas era una consecuencia de una respiración dañada o insuficiente. En sus propias palabras, "la principal causa del cáncer es el reemplazo de la respiración de oxígeno en las células normales del cuerpo por una fermentación de azúcar". [9]
El cuerpo a menudo mata las células dañadas por apoptosis , un mecanismo de autodestrucción que involucra a las mitocondrias, pero este mecanismo falla en las células cancerosas donde las mitocondrias están cerradas. La reactivación de las mitocondrias en las células cancerosas reinicia su programa de apoptosis. [10]
Investigación e interés continuos
Un gran número de investigadores se han dedicado y están dedicando sus esfuerzos al estudio del efecto Warburg que está íntimamente asociado con la hipótesis de Warburg. En oncología, el efecto Warburg es la observación de que la mayoría de las células cancerosas producen predominantemente energía mediante una alta tasa de glucólisis seguida de fermentación de ácido láctico en el citosol , [11] [12] en lugar de una tasa comparativamente baja de glucólisis seguida de oxidación de piruvato en las mitocondrias como en la mayoría de las células normales. [13] [14] [15] Curiosamente, los investigadores encontraron que bajo la obesidad , las células tumorales invierten el flujo metabólico al producir glucosa por gluconeogénesis utilizando ácido láctico y otras fuentes metabólicas como sustratos. Este proceso se conoce como inversión del efecto Warburg . [dieciséis]
En particular, se han publicado casi 18.000 publicaciones sobre la materia de ATP y el efecto Warburg en el período 2000 a 2015. La mayoría de las funciones del efecto Warburg han sido objeto de estudio. [17] Miles de publicaciones afirman haber determinado sus funciones o causas.
Efecto Warburg en la tuberculosis
La tuberculosis es causada por Mycobacterium tuberculosis . Recientemente se ha demostrado que la infección crónica de M. tuberculosis instiga la regulación positiva de la expresión de genes de la vía de la glucólisis en células mononucleares de sangre periférica (PBMC). La infección ex vivo de micobacterias no patógenas ( M. bovis ) en PBMC y macrófagos THP-1 aumenta la captación de glucosa, el consumo de glucosa y la producción de lactato. El aumento de la absorción de glucosa y el aumento del consumo de glucosa también se conocen como fermentación de glucosa. Este fenómeno está mediado por la vía de mitofagia mediada por el receptor NIX [18].
Ver también
- Carcinógeno
- 2-desoxi-D-glucosa
- Dieta cetogénica
- Ácido pirúvico
- Respiración celular
- Efecto Warburg inverso
Referencias
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Otras lecturas
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