El fin del idilio entre el azúcar y el cáncer

Cuando leemos sobre el azúcar en el contexto de la salud, generalmente es como una advertencia sobre los efectos dañinos del exceso de azúcar, desde el aumento de la inflamación hasta la diabetes y la obesidad. Sin embargo, el azúcar es la principal fuente de combustible para cada célula de nuestro cuerpo – un rasgo que compartimos con la mayoría de los organismos vivos, incluidas las bacterias – así que, ¿realmente puede ser tan malo?

Hay otra área de la salud en la que el azúcar tiene una relevancia especial: el cáncer. Aunque todas las células necesitan glucosa, las células cancerosas tienen una afinidad especial por ella, debido a un fenómeno llamado el efecto Warburg: la reprogramación metabólica de las células cancerosas para apoyar su crecimiento descontrolado.

Para los amantes de la ciencia, las células cancerosas reprograman su metabolismo celular alejándose de la fosforilación oxidativa – la forma normal y más eficiente de oxidar nutrientes y obtener los electrones necesarios para producir trifosfato de adenosina (ATP), la moneda energética – también conocida como respiración aeróbica, ya que requiere oxígeno para funcionar.

Pero las células cancerosas son codiciosas, y como un glotón que devora su comida sin masticar, son demasiado impacientes para esperar la energía de la respiración aeróbica. Por eso cambian a la glucólisis, una vía metabólica alternativa menos eficiente (se obtiene menos “moneda” de ATP por la misma cantidad de trabajo), pero mucho más rápida.

Este cambio metabólico también requiere poco o nada de oxígeno, lo que permite a los tumores sobrevivir en entornos con bajo oxígeno (hipóxicos), y los subproductos contribuyen a la acidificación del microambiente tumoral, favoreciendo la invasión tumoral y la evasión del sistema inmunológico. En conjunto, una situación ideal para el crecimiento y la proliferación del tumor, que debe ser interrumpida para matar el cáncer.

Así que, entre la diabetes, la obesidad, la inflamación y la adicción de las células cancerosas al azúcar, parece lógico evitar el azúcar a toda costa. Sorprendentemente, no es tan simple.

Hay evidencia emocionante de que el pequeño truco metabólico del cáncer – el efecto Warburg – puede ser utilizado en su contra, empleando otros azúcares y derivados para interrumpir este metabolismo característico del cáncer y causar la muerte de las células tumorales.

Entre los candidatos en investigación se encuentran monosacáridos dietéticos comunes (los azúcares más simples) como la manosa y la glucosamina – suplementos dietéticos usados para prevenir infecciones urinarias y apoyar la salud articular respectivamente – y monosacáridos más raros como el xilitol, un alcohol de azúcar usado como edulcorante artificial.

Estudios más recientes (que inspiraron este artículo) han demostrado la potencial actividad anticancerígena de la stevia, otro edulcorante artificial y sustituto del azúcar, y de un exopolisacárido (una molécula de azúcar más grande) derivado de una bacteria de aguas profundas con efectos bastante explosivos.

La actividad anticancerígena de los monosacáridos

Varios monosacáridos han mostrado promesa como agentes terapéuticos por sí solos o como potenciadores de la quimioterapia. Lo que los hace tan atractivos como potenciales terapias contra el cáncer es que son naturales y completamente no tóxicos. Pero, ¿cómo funcionan exactamente?

Hay varias formas en las que pueden interferir con el cáncer. Algunos actúan como inhibidores glucolíticos, interfiriendo con la capacidad de las células cancerosas para metabolizar glucosa, mientras que otros inducen la muerte celular al interferir, por ejemplo, con la síntesis de proteínas. Aquí profundizaremos en tres ejemplos conocidos.

La manosa

La manosa es un azúcar natural presente en frutas como naranjas y manzanas, y es pariente cercana de la glucosa, diferenciándose solo por la configuración de un grupo hidroxilo (-OH). Cumple funciones importantes en el cuerpo humano y se ha demostrado que regula ciertas funciones inmunitarias e incluso suprime enfermedades inflamatorias.

En investigación oncológica, la manosa ha mostrado propiedades antitumorales in vitro contra células de cáncer de pulmón, inhibiendo su proliferación, fortaleciendo los efectos citotóxicos de la quimioterapia y reduciendo la metástasis. Otro estudio demostró resultados positivos en varios tipos de tumores.

En el caso del cáncer de páncreas – uno de los de menor tasa de supervivencia – el tratamiento con manosa redujo la cantidad de células vivas en un 50% en comparación con el grupo control, resultados confirmados en modelos de ratones in vivo.

¿Cómo hace la manosa? Estudios indican que su similitud con la glucosa engaña a las células cancerosas para que la utilicen como combustible. Esto funciona durante los primeros pasos metabólicos, pero luego el proceso se atasca porque las enzimas no pueden trabajar con los intermediarios metabólicos que se forman. Como resultado, estos se acumulan y la célula no obtiene el ATP que necesita.

La glucosamina

La glucosamina es un aminoazúcar producido por el cuerpo humano, involucrado en procesos bioquímicos clave como la regulación de rutas de señalización y la síntesis de proteínas y lípidos. Posee propiedades antiinflamatorias potentes, lo que ha llevado a su uso como suplemento para la osteoartritis.

Estudios de cohortes han encontrado una asociación entre el uso habitual de glucosamina y una menor mortalidad por cáncer. El primer estudio sobre sus efectos anticancerígenos data de 1953, cuando se demostró que la administración de glucosamina inhibe el crecimiento tumoral y duplica la supervivencia en ratones con sarcomas.

En 1972, otro estudio mostró necrosis total de carcinomas en ratas en 40 horas. En 1980, células de glioma tratadas con glucosamina in vitro mostraron ruptura de la membrana celular en 24-48 horas. Estudios recientes han confirmado su actividad contra cánceres de pulmón, riñón, mama y próstata, inhibiendo la proliferación tumoral. Los mecanismos aún no son del todo claros.

El xilitol

El xilitol es un edulcorante popular entre diabéticos por su bajo índice glucémico y se usa en salud bucal por sus propiedades antibacterianas. Aunque menos común, se encuentra en plantas, frutas y hongos.

Un estudio de 2015 mostró que inhibe el crecimiento celular en diferentes líneas cancerígenas, especialmente en las de cáncer de pulmón. Se descubrió que inducía autofagia – el sistema de reciclaje celular – en estas células.

Estudios posteriores demostraron que inhibe el cáncer oral e incrementa la supervivencia en ratones. Otro estudio halló que inducía apoptosis (muerte celular programada) en células de melanoma in vitro.

Como con la glucosamina, el mecanismo del xilitol no es único ni claro, pero los estudios muestran claramente su potencial.

Más dulzura con actividad anticancerígena

Extractos fermentados de stevia

No solo se investigan azúcares, sino también edulcorantes alternativos como la stevia, una hierba perenne sin calorías con potentes efectos antioxidantes, antimicrobianos y antiinflamatorios.

Derivados purificados de stevia han mostrado efectos antiproliferativos y citotóxicos en células de cáncer de mama, estómago e intestinales, reduciendo la población celular en un 40% en 48 horas. Se cree que esto se debe a la inducción de apoptosis.

Pero los extractos naturales de la hoja de stevia son mucho menos potentes. Investigadores japonese resolvieron esto mediante biotransformación microbiana, una técnica para mejorar la eficacia farmacológica de extractos vegetales.

Usaron bacterias del ácido láctico (LAB) – seguras y capaces de producir metabolitos bioactivos – y seleccionaron una cepa de Lactobacillus hallada en hojas de plátano para fermentar extracto de stevia. Al probar los extractos fermentados y no fermentados en células de cáncer pancreático y células renales sanas, el fermentado mostró mayor actividad antitumoral sin dañar células sanas.

Este estudio no solo presenta una terapia potencial para un cáncer letal, sino una hoja de ruta para crear agentes naturales antitumorales más potentes. El próximo paso: pruebas en ratones.

Un nuevo azucar marino

Y luego están los azúcares anticancerígenos que provocan piroptosis, una forma explosiva de muerte celular programada, parte de la defensa inmunológica.

A diferencia de la apoptosis, la piroptosis causa ruptura celular, liberando citoquinas y activando más defensas inmunológicas. Prácticamente convierte al tumor en una señal de ataque, lo que ha llamado la atención como estrategia terapéutica prometedora.

Investigadores extrajeron de una bacteria marina (Spongiibacter) un exopolisacárido llamado EPS3.9, que al ser probado in vitro en células leucémicas, desencadenó piroptosis mediada por inflamasoma. En ratones con cáncer hepático, mostró efectos antitumorales y estimuló la respuesta inmune.

Curiosamente, está compuesto por manosa y glucosa, lo que podría explicar su eficacia anticancerígena. En cualquier caso, me gusta imaginar a las células cancerosas muriendo en una explosión provocada por un monstruo marino (desde el punto de vista de la célula cancerosa, claro).

Más seriamente, esto refuerza el potencial de terapias antitumorales basadas en azúcares y el uso de la piroptosis como herramienta terapéutica.

La era de las terapias contra el cáncer basadas en azúcares podría estar cerca. Mientras tanto, adelante con el xilitol, manosa, glucosamina y stevia. Después de todo, ¿qué daño podrían hacer?