"La dieta rica en grasas no solo cambia la biología de las células madre, sino que también cambia la biología de las poblaciones de células no madre, lo que en conjunto conduce a un aumento en la formación de tumores", dice Omer Yilmaz.
Una nueva investigación del MIT revela vínculos entre la dieta rica en grasas y los cambios en las células madre intestinales, lo que ayuda a explicar un mayor riesgo de cáncer.
Durante la última década, los estudios han encontrado que la obesidad y una dieta alta en grasas y calorías son factores de riesgo significativos para muchos tipos de cáncer. Ahora, un nuevo estudio del MIT revela cómo una dieta alta en grasas hace que las células del revestimiento intestinal sean más propensas a volverse cancerosas.
El estudio de ratones sugiere que una dieta rica en grasas impulsa un auge de la población de células madre intestinales y también genera un grupo de otras células que se comportan como células madre, es decir, pueden reproducirse indefinidamente y diferenciarse en otros tipos de células. Es más probable que estas células madre y las células "similares a las madre" den lugar a tumores intestinales, dice Omer Yilmaz, profesor asistente de biología del MIT y líder del equipo de investigación.
"La dieta rica en grasas no solo cambia la biología de las células madre, sino que también cambia la biología de las poblaciones de células no madre, lo que en conjunto conduce a un aumento en la formación de tumores", dice Yilmaz, miembro del Koch del MIT. Institute for Integrative Cancer Research y patólogo gastrointestinal en el Hospital General de Massachusetts.
“Bajo una dieta rica en grasas, estas células no madre adquieren las propiedades de las células madre, de modo que cuando se transforman se vuelven tumorigénicas”, dice David Sabatini, profesor de biología del MIT, miembro del Instituto Whitehead e investigador de la Instituto Médico Howard Hughes.
Sabatini y Yilmaz, quienes previamente colaboraron en la investigación de los efectos de la restricción calórica en el potencial de las células madre en el intestino, son los autores principales del estudio, que aparece en Nature el 2 de marzo. Los autores principales del artículo son Semir Beyaz, estudiante de la Universidad de Harvard. estudiante de posgrado afiliado al Instituto Koch y al Centro de Trastornos Sanguíneos y Cáncer Infantil Dana-Farber/Boston; el posdoctorado del MIT Miyeko Mana; y el gastroenterólogo y científico visitante del Tufts Medical Center, Jatin Roper.
Explorando el riesgo de cáncer
Las personas obesas tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer colorrectal, según estudios previos. El laboratorio de Yilmaz, que estudia la relación entre la dieta y el cáncer, se propuso descubrir los mecanismos celulares que sustentan el mayor riesgo de cáncer de colon.
"Queríamos entender cómo una dieta rica en grasas a largo plazo influye en la biología de las células madre y cómo los cambios inducidos por la dieta que ocurren en las células madre afectan la iniciación del tumor en el intestino", dice Yilmaz.
Estudios recientes han demostrado que las células madre intestinales, que duran toda la vida, son las células con mayor probabilidad de acumular las mutaciones que dan lugar al cáncer de colon. Estas células madre viven en el revestimiento del intestino, conocido como epitelio, y generan todos los diferentes tipos de células que componen el epitelio.
Para investigar un posible vínculo entre estas células madre y el cáncer relacionado con la obesidad, Yilmaz y sus colegas alimentaron a ratones sanos con una dieta compuesta por un 60 por ciento de grasa durante nueve a 12 meses. Esta dieta, anotó Yilmaz, es mucho más rica en grasas que la típica dieta estadounidense, que suele tener entre un 20 y un 40 por ciento de grasa.
Durante este período, los ratones con la dieta rica en grasas ganaron entre un 30 y un 50 por ciento más de masa corporal que los ratones alimentados con una dieta normal y desarrollaron más tumores intestinales que los ratones con una dieta normal.
Estos ratones también mostraron algunos cambios distintivos en sus células madre intestinales, descubrieron los investigadores. Primero, encontraron que los ratones con una dieta rica en grasas tenían muchas más células madre intestinales que los ratones con una dieta normal. Estas células madre también pudieron operar sin el aporte de las células vecinas.
Normalmente, las células madre intestinales están rodeadas de células de apoyo o “nicho”, que regulan la actividad de las células madre y les indican cuándo generar células madre o células diferenciadas. Sin embargo, las células madre de ratones con una dieta rica en grasas pudieron funcionar mejor por sí mismas; cuando se extrajeron de los ratones y se cultivaron en una placa de cultivo sin sus células de nicho, dieron lugar a "mini-intestinos" mucho más fácilmente que las células madre intestinales de ratones con una dieta normal.
"Tienes más células madre y pueden operar independientemente de las entradas que provienen de su microambiente", dice Yilmaz.
Expandiendo el grupo
Los investigadores también encontraron que otra población conocida como células progenitoras (células hijas diferenciadas de células madre) comenzó a comportarse como células madre:comenzaron a vivir mucho más tiempo que su vida útil habitual de unos pocos días, y también podían generar mini-intestinos cuando crecido fuera del cuerpo.
"Esto es realmente importante porque se sabe que las células madre son a menudo las células en el intestino que adquieren las mutaciones que dan lugar a los tumores", dice Yilmaz. "No solo tiene más de las células madre tradicionales (con una dieta alta en grasas), sino que ahora tiene poblaciones que no son células madre que tienen la capacidad de adquirir mutaciones que dan lugar a tumores".
Los investigadores también identificaron una vía de detección de nutrientes que está hiperactivada por la dieta rica en grasas. El sensor de ácidos grasos conocido como PPAR-delta responde a niveles altos de grasa activando un proceso metabólico que permite a las células quemar grasa como fuente de energía en lugar de sus carbohidratos y azúcares habituales.
"De hecho, los agonistas de molécula pequeña de PPAR-delta imitan los efectos de una dieta alta en grasas en animales alimentados con una dieta normal", dice Sabatini.
Además de activar este programa metabólico, PPAR-delta también parece activar un conjunto de genes que son importantes para la identidad de las células madre, dice Yilmaz. Su laboratorio ahora está investigando más a fondo cómo sucede esto con la esperanza de identificar posibles objetivos de fármacos contra el cáncer para los tumores que surgen en la obesidad.
Gokhan Hotamisligil, director del Centro Sabri Ulker para la Investigación de Nutrientes, Genética y Metabólica de la Escuela de Salud Pública de Harvard, dice que el estudio ofrece de manera convincente una posible explicación del mecanismo por el cual una dieta rica en grasas contribuye al cáncer.
“Si bien el problema es muy grande, se sabe muy poco sobre cómo sucede esto”, dice Hotamisligil. "Este estudio agrega una perspectiva interesante desde el punto de vista de las células madre".
Publicación :Semir Beyaz, et al., "La dieta rica en grasas mejora la troncalidad y la tumorigenicidad de los progenitores intestinales", Nature 531, 53–58 (03 de marzo de 2016); doi:10.1038/naturaleza17173
