Una nueva investigación podría cambiar la forma en que la medicina trata el cáncer en la era de la IA

(Dan Tri) - Los nuevos descubrimientos sobre el reloj biológico y el metabolismo celular se consideran la clave para abrir un tratamiento más eficaz contra el cáncer en la era de la inteligencia artificial.

En el taller “Materiales avanzados, tecnología energética y atención médica en la era de la inteligencia artificial” dentro de la Semana de Ciencia y Tecnología VinFuture 2025, el profesor Dang Van Chi presentó una investigación que muestra que los ritmos circadianos y el metabolismo celular juegan un papel clave en la determinación de la eficacia de la inmunoterapia y los medicamentos dirigidos.

El profesor Dang Van Chi comparte sobre "Ritmos biológicos, metabolismo del cáncer e inmunoterapia" (Foto: Hai Yen).

Los ritmos circadianos juegan un papel fundamental en el control de las células cancerosas

El ritmo circadiano se considera uno de los sistemas reguladores más importantes del cuerpo humano. Este mecanismo opera mediante una red genética que opera en un ciclo de 24 horas. En este sistema, BMAL1 y CLOCK son dos factores centrales que ayudan a regular el sueño, el metabolismo energético, las hormonas y la homeostasis.

Cuando el reloj biológico funciona rítmicamente, las células tienen tiempos de funcionamiento y de reposo definidos. Cuando este ritmo está desfasado, la capacidad de reparar el ADN se reduce y muchos procesos vitales se desorganizan.

Análisis publicados en Cell Metabolism y Nature Reviews Cancer muestran que la alteración del ritmo circadiano no solo afecta el sueño y el metabolismo, sino que también debilita el sistema inmunitario. Cuando las células inmunitarias se activan en el momento equivocado, el cuerpo tiene más dificultades para detectar y eliminar las células anormales que pueden convertirse en el germen del cáncer.

Para comprender mejor este mecanismo, los científicos suelen utilizar modelos animales. Este es el método estándar en la investigación biomédica, ya que permite controlar los genes, el entorno vital y la actividad celular, algo imposible en estudios con humanos. En muchos experimentos, se eligen ratones porque su genética y mecanismos biológicos son similares a los de los humanos.

Cuando los investigadores eliminaron el gen BMAL1 en ratones, los animales mostraron una variedad de signos de trastornos como envejecimiento prematuro, desequilibrio metabólico y formación de tumores más rápida de lo normal.

Estos resultados sugieren que cuando el reloj circadiano está desactivado, las células pierden su capacidad de dividirse de manera controlada y son más susceptibles a un estado de proliferación anormal.

Al explicar este mecanismo, el profesor Dang Van Chi afirmó: «El reloj biológico es como un centro de mando. Decide cuándo las células deben estar activas y cuándo necesitan descansar para repararse. Cuando este mecanismo se altera, el proceso de división celular se vuelve caótico y crea las condiciones para la aparición de células cancerosas».

Los ritmos circadianos también influyen en la actividad del sistema inmunitario. Numerosos estudios internacionales han demostrado que los linfocitos T y los macrófagos presentan su mayor actividad por la mañana.

Se cree que esta es la razón por la que los pacientes tienden a responder mejor a la inmunoterapia cuando se tratan en este momento. Se espera que un enfoque terapéutico basado en la sincronización biológica brinde mayor eficacia y reduzca la toxicidad innecesaria.

La reprogramación metabólica prepara el terreno para la proliferación descontrolada

En su presentación sobre el mecanismo molecular del cáncer, el profesor Chi destacó el papel central del gen MYC. Este es uno de los genes más influyentes del cáncer y está presente en la mayoría de los cánceres comunes.

Este gen no solo promueve la división celular, sino que también altera el ritmo circadiano celular. Cuando se altera el ritmo molecular, las células cancerosas escapan a sus mecanismos naturales de control y continúan proliferando.

Durante su estancia en la Universidad de California en San Francisco, el profesor Chi demostró por primera vez el vínculo entre la hiperactividad de MYC y cambios profundos en la forma en que las células producen energía.

Cuando MYC se activa intensamente, la célula se vuelve más dependiente de la glucólisis y la producción de lactato. Esta cascada de reacciones está controlada por la enzima lactato deshidrogenasa A.

Estudios publicados en el Instituto Wistar y Johns Hopkins muestran que MYC promueve la hiperactivación de LDH A, lo que hace que las células entren en un estado metabólico anormal conocido como Efecto Warburg.

En el efecto Warburg, las células cancerosas consumen glucosa a un ritmo muy elevado y producen una gran cantidad de ácido láctico incluso con suficiente oxígeno. Este proceso proporciona una fuente rápida de energía para que las células proliferen continuamente. El ácido láctico se acumula, acidificando el entorno del tumor.

Esto dificulta la actividad de las células inmunitarias, ya que muchos linfocitos T no pueden funcionar eficazmente en un entorno ácido. Esta es una de las formas en que las células cancerosas crean una zona segura que les ayuda a evitar ataques.

El profesor Chi afirma que el metabolismo es la base del crecimiento. Si logramos alcanzar el suministro de energía, debilitamos la ventaja principal del tumor.

Basándose en este principio, su laboratorio desarrolló un grupo de moléculas capaces de inhibir la LDH. Experimentos en modelos murinos demostraron que los inhibidores de la LDH redujeron la tasa de crecimiento tumoral y mejoraron significativamente el microambiente.

Cuando se reducen los niveles de ácido láctico, las células inmunitarias pueden entrar y funcionar con mayor eficacia. Cabe destacar que, al combinar inhibidores de LDH con anticuerpos PD1, muchos modelos han registrado la desaparición completa del tumor.

Sin embargo, este enfoque aún enfrenta un desafío importante. Los glóbulos rojos dependen completamente de la glucólisis para obtener energía. Cuando se inhibe la LDH, son vulnerables al daño y la hemólisis.

Es por esto que el equipo de investigación continúa desarrollando moléculas más selectivas que atacan a las células cancerosas y limitan el impacto sobre las células sanas.

La dieta y la microbiota intestinal modulan la respuesta inmunitaria

En los últimos años, el microbioma intestinal ha sido considerado una de las áreas más influyentes en el tratamiento del cáncer.

Estudios publicados en Nature Medicine y Cell muestran que las bacterias intestinales no solo ayudan a la digestión sino que también participan en la regulación inmunológica.

Varios grupos de investigación han descubierto que pacientes con diferentes microbiomas responden de forma distinta a la inmunoterapia. Algunas bacterias potencian la actividad de las células T, mientras que otras dificultan que el sistema inmunitario reconozca las células cancerosas.

Al investigar esta conexión, los científicos se centraron en la colina, un nutriente que se encuentra comúnmente en la carne y los mariscos.

Una vez en el intestino, ciertas bacterias descomponen la colina en TMA. El hígado luego convierte la TMA en TMAO.

Varios estudios independientes del Instituto Oncológico Ludwig y la Universidad Johns Hopkins han demostrado que los niveles de TMAO en sangre de pacientes con cáncer de hígado están estrechamente relacionados con la eficacia del tratamiento. Los pacientes con niveles elevados de TMAO suelen tener una respuesta deficiente a la terapia anti-PD1 y una supervivencia más corta.

Para probar este mecanismo, los equipos de investigación realizaron experimentos con ratones. Al alimentar a los ratones con una dieta rica en colina, los niveles de TMAO aumentaron drásticamente.

Como resultado, la inmunoterapia pierde eficacia incluso cuando el fármaco se administra en la dosis y el momento adecuados. Por el contrario, cuando se inhibe la enzima bacteriana responsable de la producción de TMA, los niveles de TMAO se reducen significativamente y el sistema inmunitario se activa. Se restablece la capacidad de respuesta a los fármacos anti-PD1.

Según el profesor Chi, el futuro del tratamiento del cáncer probablemente combinará fármacos metabólicos, inmunoterapia, nutrición con control circadiano y monitorización continua mediante inteligencia artificial. Esta combinación crea un modelo de tratamiento integral y personalizado.

Las investigaciones que ha llevado a cabo durante 30 años han demostrado que el cáncer no es sólo una enfermedad causada por una mutación genética, sino también por un trastorno del reloj biológico, un desequilibrio metabólico y un desequilibrio inmunológico.

Sólo comprendiendo la totalidad de estas capas reguladoras la medicina puede diseñar tratamientos verdaderamente efectivos.

Fuente: https://dantri.com.vn/suc-khoe/nghien-cuu-moi-co-the-thay-doi-cach-y-hoc-dieu-tri-ung-thu-trong-thoi-ai-20251204183852856.htm