Enzimas en el diagnóstico del cáncer.
Enzimas en el tratamiento del cáncer.
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Las enzimas son proteínas que facilitan reacciones bioquímicas actuando como catalizadores y, por tanto, su expresión y actividad tienen una fuerte influencia en las reacciones que ocurren dentro de las células. Dado que las enzimas participan en todas las etapas de la organización celular, una mejor comprensión de su papel y función permite explotarlas en la clínica, como agentes diagnósticos y terapéuticos.
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Enzimas en el diagnóstico del cáncer.
Los cambios metabólicos intracelulares son un sello distintivo del cáncer, ya que las aberraciones genéticas reducen o mejoran la producción de enzimas y sus productos metabólicos. Esto ha permitido que las enzimas se utilicen como biomarcadores de cáncer, proporcionando un marcador de diagnóstico y pronóstico que los médicos pueden utilizar para caracterizar un tumor.
Las enzimas estuvieron entre las primeras biomoléculas que se utilizaron como biomarcadores de cáncer, siendo la proteína serina específica de la próstata. El PSA fue identificado como una herramienta de diagnóstico para el cáncer de próstata en la década de 1980. El PSA es producido por las células secretoras que recubren las glándulas prostáticas y finalmente llega al suero. El nivel alto de PSA en sangre es el resultado de un mayor número de células densamente empaquetadas en la próstata, lo que indica la presencia de cáncer maligno.
Asimismo, también se han identificado varios biomarcadores ligados a enzimas para el cáncer de ovario, como la regulación negativa de la apolipoproteína A1 y la regulación negativa y el truncamiento de la transtiretina.
Los productos proteicos de reacciones enzimáticas también se pueden utilizar en el diagnóstico del cáncer en el estudio de las proteínas. La proteína consta de una gran cantidad de fragmentos de proteínas de bajo y muy bajo peso molecular y es una rica fuente de información sobre el estado de la célula. La proporción de proteínas específicas de bajo peso molecular en la célula se puede utilizar para inferir la actividad y la cantidad de enzimas, que pueden ser difíciles de distinguir de muchas otras proteínas en la célula.
Las enzimas también son útiles para identificar biomoléculas y diagnosticar cáncer como herramienta analítica en forma de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA). ELISA puede indicar la unión de una molécula objetivo de forma colorimétrica o fluorométrica, aprovechando la unión altamente específica de las enzimas.
Enzimas en el tratamiento del cáncer.
Además de su uso en el diagnóstico del cáncer, las enzimas también participan en el tratamiento del cáncer, como dianas para enfoques terapéuticos y como herramientas terapéuticas. Por ejemplo, cuando una gran cantidad de enzimas causadas por una transcripción genética desregulada hace que las células cancerosas se multipliquen más rápidamente, se pueden usar medicamentos para atacar y así regular esta enzima, frenando la propagación del cáncer. Alternativamente, cuando la ausencia de una enzima particular fomenta un comportamiento similar al del cáncer, la introducción de enzimas terapéuticas puede ayudar a controlar la propagación del tumor.
La administración de enzimas protripsinógeno y quimotripsinógeno A ha demostrado potentes efectos antitumorales contra una variedad de líneas celulares al tiempo que reduce la angiogénesis, el crecimiento y la migración. Se cree que el efecto principal de estas proenzimas es promover la degradación de estructuras proteicas filamentosas de rápido crecimiento para suministrar sangre al tumor. También se han utilizado enzimas para mejorar el efecto de otros esfuerzos terapéuticos. Por ejemplo, las enzimas uridina difosfoglucuronosiltransferasa (UGT) se encuentran en el citosol y participan en la reacción de glucuronidación, que a menudo se utiliza para eliminar contaminantes celulares del citosol.
En diversas enfermedades cancerosas, se ha observado una regulación positiva de la UGT, lo que puede limitar la función anticancerígena del irinotecán. Se han aplicado fármacos inhibidores de la enzima UGT (vorinostat) a pacientes que muestran niveles elevados de enzimas UGT, lo que indica recurrencia. La eficacia de la quimioterapia.
La manipulación de las vías metabólicas mediante la inhibición de enzimas es el objetivo de muchas estrategias terapéuticas. Una vía de particular interés para la terapia del cáncer es el manejo de especies reactivas de oxígeno (ROS). Las ROS son esenciales para múltiples vías de señalización celular, pero altas concentraciones de ROS pueden dañar las biomoléculas circundantes e inducir mutaciones genéticas y apoptosis.
El flujo sanguíneo deficiente y las condiciones ácidas dentro de los tumores promueven la generación de especies reactivas de oxígeno, y muchos métodos de quimioterapia y radioterapia estimulan directamente la generación de especies reactivas de oxígeno tanto en las células objetivo como en las no objetivo, lo que provoca la muerte de las células cancerosas pero también efectos secundarios graves. Los antioxidantes celulares y las enzimas generadoras de ROS también pueden resultar dañados por el tratamiento contra el cáncer aplicado o el aumento resultante en la concentración de ROS, desestabilizando aún más la dinámica del control de ROS intracelular.
La monoaminooxidasa A (MAO-A) participa en la regulación de ROS y suele estar elevada o disminuida en los tumores. La alta expresión de MAO-A se ha asociado con malos resultados clínicos en pacientes con cáncer de próstata, asociado con concentraciones excesivas de ROS. Se ha descubierto que la inhibición de la MAO-A elimina el crecimiento tumoral y la metástasis en algunos modelos de ratón, lo que limita la propagación del cáncer mediante la modulación de la generación de ROS.
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