El óxido nítrico (NO) juega un papel fundamental en la inflamación aguda y crónica. Sus contribuciones al cáncer son de particular interés para los científicos que estudian esta enfermedad. Por ejemplo, las células inmunes inicialmente producen cantidades de NO en respuesta al tumor naciente. Sin embargo, se cree que esto se desvanece con el tiempo y alcanza una concentración que soporta el microambiente tumoral (TME). Esta dinámica se complica aún más por otros factores, como la dieta y la oxigenación, lo que dificulta establecer una imagen completa del impacto del NO en la progresión del tumor.
Durante mucho tiempo se ha planteado la hipótesis de que los hábitos dietéticos pueden preceder e incluso exacerbar el desarrollo del cáncer. Ahora, investigadores del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas, perteneciente a la Universidad de Ilinois de Estados Unidos, demostraron que existe un vínculo directo entre la cantidad de grasa incluida en la dieta y los niveles corporales de óxido nítrico, una molécula de señalización natural que, como se indicó, está relacionada con la inflamación y el desarrollo del cáncer.
El primer autor y especialista del Departamento de Química del Centro del Cáncer de Illinois, Anuj Yadav explicó que “el cáncer no se trata solo de unas pocas células tumorales, sino de todo el ecosistema del tumor que soporta las células. La inflamación puede desempeñar un papel importante en este entorno. Cierta respuesta inflamatoria proviene de los alimentos altamente procesados, que son altos en calorías y grasas. Queríamos comprender los vínculos entre los alimentos, la inflamación y los tumores a nivel molecular, por lo que se tuvo que desarrollar sondas avanzadas para poder visualizar estos cambios”, explicó.
El equipo de científicos ya está familiarizado con las investigaciones existentes que relacionan el aumento de los niveles de óxido nítrico con la inflamación y ésta con el cáncer. Demostrar la conexión entre las dietas ricas en grasas y los niveles de óxido nítrico a nivel molecular requirió desarrollar una sonda molecular altamente sensible capaz de obtener imágenes de tejidos profundos. Este recurso se obtiene con un grupo de átomos o moléculas que se utiliza para estudiar las propiedades de moléculas adyacentes midiendo las interacciones entre la sonda y las estructuras de interés. Pero no son de talla única. Cada sonda debe adaptarse a las condiciones de su experimento.
“Nuestro grupo se especializa en hacer moléculas de diseño, lo que nos permite observar características que son invisibles a simple vista -comentó Jefferson Chan, profesor asociado de química en la Universidad de Illinois e investigador principal del estudio-. Diseñamos estas moléculas hechas a medida para descubrir cosas que antes no se sabían”.
El éxito del estudio, que apareció publicado ACS Central Science, dependió en gran medida de la sonda molecular diseñada por el equipo. Etiquetada como BL660-NO, esta sonda es la primera de su tipo que se utiliza en imágenes de bioluminiscencia del óxido nítrico en el cáncer. Los investigadores la utilizaron para diseñar un estudio de dieta en ratones, comparando su tumorigenicidad en portadores de cáncer de mama con una dieta alta en grasas (60% de las calorías provenientes de la grasa) con ratones con una dieta baja en grasas (10% de calorías provenientes de la grasa) midiendo los niveles de óxido nítrico en ambos grupos.
“Como resultado de la dieta alta en grasas, vimos un aumento en el óxido nítrico en el microambiente del tumor -comentó Michael Lee, estudiante investigador en el laboratorio de Chan y coautor principal de este estudio-. La implicación de esto es que el microambiente tumoral es un sistema muy complejo, y realmente necesitamos entenderlo para comprender cómo funciona la progresión de la enfermedad. Muchos factores pueden entrar en esto, desde la dieta hasta el ejercicio, factores externos que no conocemos”.
En su documento los autores enfatizaron la importancia de probar un vínculo directo entre una dieta rica en grasas, los niveles de óxido nítrico y el desarrollo del cáncer. “Sin esta tecnología, no se vería este eslabón molecular faltante -indicó Chan, quien además de autor de la investigación, también es investigador de la facultad en el Instituto Beckman-. “Ahora que sabemos que esto está sucediendo, ¿cómo lo prevenimos y cómo mejoramos la situación?, es la pregunta que estaremos analizando en nuestra siguiente investigación”.
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