Hipótesis de Warburg

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No debe confundirse con Efecto Warburg.

El Hipótesis de Warburg (/ˈvɑrbƱərɡ/), a veces conocido como el Teoría de Warburg de cáncer postula que el conductor de la tumorigénesis es una insuficiente causada por la respiración celular insulto a las mitocondrias.[1] El término Efecto Warburg describe la observación que las células cancerosas y muchas de las células cultivadas in vitro, exhiben fermentación de glucosa, incluso cuando hay suficiente oxígeno que respire correctamente. En otras palabras, en vez de completamente respirando en presencia de oxígeno adecuado, cáncer de células de fermento. La hipótesis de Warburg fue que el efecto Warburg fue la causa principal del cáncer. La opinión popular actual es que las células cancerosas fermentan la glucosa manteniendo el mismo nivel de respiración que estaba presente antes del proceso de la carcinogénesis, y por lo tanto el efecto Warburg se definiría como la observación de que las células cancerosas presentan glicolisis con la secreción de lactato y la respiración mitocondrial incluso en presencia de oxígeno.[2]

Hipótesis de Warburg fue postulado por el Premio Nobel Otto Heinrich Warburg en 1924.[3] Presume cáncer, crecimiento maligno, y tumor crecimiento son causados por el hecho de que las células tumorales principalmente generar energía (como por ejemplo trifosfato de adenosina / ATP) por deterioro no oxidativa del glucosa (un proceso llamado glucólisis). Esto está en contraste con las células "sanas" que principalmente generan energía de la degradación oxidativa de piruvato. Piruvato es un producto final de glucólisisy es oxidado dentro de la mitocondria. Por lo tanto, según Warburg, el conductor de las células cancerosas se debe interpretar como derivadas de una reducción de mitocondrial respiración. Warburg informó una diferencia fundamental entre las células normales y cancerígenas que el cociente de la glicolisis para respiración; Esta observación es también conocido como el Efecto Warburg.

El cáncer es causado por mutaciones y expresión del gen alterado, en un proceso llamado transformación maligna, lo que resulta en un crecimiento descontrolado de las células.[4][5] Las diferencias metabólicas observadas por Warburg se adapta a las células cancerosas a la hipóxica condiciones (deficiencia de oxígeno) dentro de los tumores sólidos y los resultados en gran medida de las mismas mutaciones en oncogenes y genes supresores de tumores que causan las otras características anormales de las células cancerosas.[6] Por lo tanto, el cambio metabólico observado por Warburg no es tanto la causa de cáncer, como afirmaba, sino por el contrario, es uno de los efectos característicos de causantes de cáncer mutaciones.

Warburg articula su hipótesis en un artículo titulado La causa principal y la prevención del cáncer que se presentó en la Conferencia en la reunión de los premios Nobel el 30 de junio de 1966 en Lindau, Lago de ConstanzaAlemania. En este discurso, Warburg presentó evidencia adicional que apoya su teoría que la elevada anaerobiosis visto en las células cancerosas fue consecuencia de respiración dañada o insuficiente. Poner en sus propias palabras, "la causa principal del cáncer es el reemplazo de la respiración de oxígeno en las células normales del cuerpo por una fermentación del azúcar".[7]

En los últimos años, hipótesis de Warburg re ha ganado atención debido a varios descubrimientos ligarse deteriorada mitocondrial función así como respiración deteriorada al crecimiento, la división y expansión de las células tumorales. En un estudio realizado por Michael Ristow y compañeros de trabajo, cáncer de colon las líneas fueron modificadas para sobreexpresar frataxina. Los resultados de su trabajo sugieren que un aumento en el metabolismo oxidativo inducido por la frataxina mitocondrial puede inhibir el crecimiento del cáncer en los mamíferos.[8]

Los trabajos posteriores ha demostrado que el efecto Warburg, de hecho, podría conducir a un enfoque prometedor para el tratamiento de tumores sólidos. El producto químico ácido dicloroacético (DCA), que promueve la respiración y la actividad de las mitocondrias, se ha demostrado para destruir las células cancerosas in vitro y en algunos modelos animales.[9] El cuerpo a menudo mata a las células dañadas por apoptosis, un mecanismo de autodestrucción que involucra a las mitocondrias, pero este mecanismo falla en donde se cierran las mitocondrias de las células de cáncer. La reactivación de las mitocondrias en las células cancerosas reinicia su programa de apoptosis.[10] Además de investigación prometedora humana en el Departamento de medicina, Universidad de Alberta dirigido por el Dr. Evangelos Michelakis, otros inhibidores de la glycotic además de DCA que prometedoras incluyen 3-BrOP siendo investigado en el Universidad de Texas M. D. Anderson Cancer Center, 2-desoxiglucosa (2-DG) en La Universidad de Emory La escuela de medicina y lactato deshidrogenasa A [11] en Johns Hopkins University.

Véase también

  • Efecto Warburg reverso
  • Carcinógeno
  • 2-Deoxy-D-glucosa
  • Dieta cetogénica
  • Ácido pirúvico
  • Respiración celular

Referencias

  1. ^ Warburg O (24 de febrero de 1956). "Sobre el origen de las células cancerosas". Ciencia 123 (3191): 309 – 14. Doi:10.1126/science.123.3191.309. PMID13298683.
  2. ^ Vázquez, A.; Liu, J.; Zhou, Y.; Oltvai, Z. (2010). "Eficiencia catabólica de la glicolisis aerobia: el efecto Warburg revisitado". Biología de sistemas BMC 4:: 58. Doi:10.1186/1752-0509-4-58. PMC2880972. PMID20459610.editar
  3. ^ O. Warburg, Posener K., E. Negelein: Ueber den Stoffwechsel der Tumoren; Biochemische ZeitschriftVol. 152, págs. 319-344, 1924. (Alemán). Reimpreso en inglés en el libro Sobre el metabolismo de los tumores por O. Warburg, editor: Constable, Londres1930.
  4. ^ Bertram JS (2000). "La biología molecular del cáncer". PM aspectos Med. 21 (6): 167 – 223. Doi:10.1016/S0098-2997 (00) 00007-8. PMID11173079.
  5. ^ Grandér d. (1998) "¿Cómo mutados oncogenes y genes supresores tumorales causa cáncer?". Med Oncol. 15 (1): 20 – 6. Doi:10.1007/BF02787340. PMID9643526.
  6. ^ Hsu PP y Sabatini DM (2008). "Metabolismo de la célula de cáncer: Warburg y más allá". Célula. 134 (5): 703 – 7. Doi:10.1016/j.Cell.2008.08.021. PMID18775299.
  7. ^ Otto Heinrich Warburg (30 de junio de 1966). La causa principal y la prevención del cáncer.
  8. ^ Schulz TJ, R Thierbach, Voigt A, G Drewes, Mietzner B, Steinberg P, Pfeiffer AF, Ristow M. (13 de enero de 2006). "Inducción del metabolismo oxidativo por frataxina mitocondrial inhibe el crecimiento del cáncer: Otto Warburg revisitó.". Journal of Biological Chemistry 281 (2): 977 – 981. Doi:10.1074/jbc.M511064200. PMID16263703.
  9. ^ Bonnet S, Archer S, Allalunis-Turner J, Haromy A, C Beaulieu, Thompson R, Lee C, Lopaschuk G, Puttagunta L, Bonnet S, Harry G, Hashimoto K, Porter C, Andrade M, B Thebaud, Michelakis E (2007). "Una mitocondria-eje de canales de K + se suprime en el cáncer y su normalización promueve la apoptosis e inhibe el crecimiento del cáncer". Cáncer de células 11 (1): 37 – 51. Doi:10.1016/j.CCR.2006.10.020. PMID17222789.
  10. ^ Pedersen, Peter L (febrero de 2007). "Las de la célula cancerosa"centrales"como objetivos terapéuticos prometedores: Generalidades". Diario de bioenergética y biomembranas 39 (1): 1 – 12. Doi:10.1007/s10863-007-9070-5. ISSN0145-479 X. PMID17404823.
  11. ^ {Le A, Cooper CR Gouw AM, Dinavahi R, Maitra A, cubierta LM, RE Royer, Vander Jagt DL, GL Semenza, Dang CV inhibición de lactato deshidrogenasa A induce estrés oxidativo e inhibe la progresión del Tumor. Proc Natl Acad Sci U S a 2010 2 de Feb; 5:2037-42}

Lectura adicional

  • Warburg O (24 de febrero de 1956). "Sobre el origen de las células cancerosas". Ciencia 123 (3191): 309 – 14. Doi:10.1126/science.123.3191.309. PMID13298683.
  • Ristow M (julio de 2006). "Metabolismo oxidativo en el crecimiento del cáncer". Opinión actual en nutrición clínica y metabolismo 9 (4): 339-45. Doi:10.1097/01.MCO.0000232892.43921.98. PMID16778561.
  • ""Bloqueador de energía"mata grandes tumores en ratas" (Comunicado de prensa). John Hopkins Medicine. 14 de octubre de 2004.
  • Gatenby RA, Gillies RJ (2004). "¿Por qué tienen alta glucólisis aeróbica cánceres?" (reimpresión). Naturaleza comentarios cáncer 4 (11): 891 – 9. Doi:10.1038/nrc1478. PMID15516961.
  • Pelicano H, Martin DS, Xu RH, Huang P (2006). "Inhibición de la glucólisis para tratamiento contra el cáncer". Oncogén 25 (34): 4633 – 46. Doi:10.1038/sj.ONC.1209597. PMID16892078.
  • Weinhouse S (1976). "La hipótesis de Warburg cincuenta años más tarde". Revista de investigación del cáncer y oncología clínica 87 (2): 115 – 26. Doi:10.1007/BF00284370. PMID136820.
  • Garber K (2004). "Energía: el efecto Warburg regresa en una nueva teoría del cáncer". Journal of the National Cancer Institute 96 (24): 1805 – 6. Doi:10.1093/jnci/96.24.1805. PMID15601632.
  • Seyfried TN, Mukherjee P (Oct de 2005). "Targeting metabolismo energético en el cáncer de cerebro: revisión e hipótesis". NUTR Metab (Lond) 2 (1): 30. Doi:10.1186/1743-7075-2-30. PMC1276814. PMID16242042.
  • Pedersen PL (Jun de 2007). "Warburg, me y hexoquinasa 2: múltiples descubrimientos de acontecimientos moleculares subyacentes a uno de los fenotipos más comunes de cáncer, el"efecto Warburg,"es decir, elevan glucólisis en presencia de oxígeno". J Bioenerg Biomembr. 39 (3): 211 – 22. Doi:10.1007/s10863-007-9094-x. PMID17879147.
  • Inhibidores de la enzima glicolítica de los como nuevos fármacos contra el cáncer (3-bromopyruvate (3BP) y yodoacetato (IAA)), James C.K. Lai et al., estado de Idaho, junio de 2007
  • Una dieta alta en grasas puede vencer al cáncer. por Richard Friebe, la revista Time, lunes, septiembre 17, 2007,
  • Moreno-Sánchez R, Rodríguez Enríquez S, Marín-Hernández A, Saavedra E (Mar de 2007). "Metabolismo de la energía en las células tumorales". FEBS J. 274 (6): 1393 – 418. Doi:10.1111/j.1742-4658.2007.05686.x. PMID17302740.
  • Pedersen PL (Feb de 2007). "Las de la célula cancerosa"centrales"como objetivos terapéuticos prometedores: Generalidades". J Bioenerg Biomembr. 39 (1): 1 – 12. Doi:10.1007/s10863-007-9070-5. PMID17404823.
  • Popa RL, Zhang FW, Gius D (Sep 2002). "Evaluación de la 2-desoxi-D-glucosa como un agente quimioterapéutico: mecanismo de muerte celular". Br J Cancer 87 (7): 805 – 12. Doi:10.1038/sj.BJC.6600547. PMC2364258. PMID12232767.
  • U.S. 6670330 Quimioterapia para el cáncer con 2-deoxy-D-glucosa
  • ¿Antiguas hierbas pueden tratar el cáncer? Revista Time, 15 de octubre de 2007 (describe el juicio de droga de BZL101, un compuesto de la hierba de Scutellaria Barbata que impide que las células cancerosas que experimentan glucólisis).
  • Isidoro A, Casado E, Redondo A, et al. (Diciembre de 2005). Los carcinomas de mama cumplan la hipótesis de Warburg y proporcionan marcadores metabólicos del pronóstico de cáncer. Carcinogénesis 26 (12): 2095 – 104. Doi:10.1093/carcin/bgi188. PMID16033770.

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