La manteca dietética se sinergiza con PFAS para desencadenar cáncer en células benignas y acelerar el crecimiento tumoral en células malignas

Sin embargo, consumir una dieta alta en grasas aceleró significativamente el desarrollo de tumores en ratones expuestos a PFAS, dijeron los científicos de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y la Universidad de Chicago que llevaron a cabo la investigación. PFAS es la abreviatura de sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo, a menudo descritas como «sustancias químicas permanentes» porque no se degradan de forma natural y persisten como contaminantes ambientales. Los estudios han asociado el PFAS con efectos nocivos en animales de laboratorio.

«Nuestros datos sugieren que la exposición a PFAS se sinergiza con la grasa de la dieta para activar el gen que codifica las proteínas PPARa, alterando el metabolismo celular de manera que intensifica el riesgo de cáncer en las células normales de la próstata mientras impulsa la progresión de la próstata. Cáncer en las células malignas», dijo Food el profesor de ciencia y nutrición humana Zeynep Madak-Erdogan, investigador principal del proyecto.

«Estas alteraciones en el metabolismo celular que ocurren después de la activación de PPARa pueden respaldar el mayor riesgo de cáncer de próstata observado en hombres que están expuestos a PFAS», dijo Madak-Erdogan, quien también tiene un nombramiento como profesor de Innovación en Salud en el Carle Colegio de Medicina de Illinois.

En sus análisis de la actividad de transcripción genética, los científicos encontraron que PPARa se expresaba en niveles significativamente más altos en las células cancerosas de ratones expuestos a PFAS que consumían una dieta rica en grasas. Según el estudio, PPARa controla la proliferación y diferenciación celular, ayuda en las respuestas inmunes e inflamatorias y se encontró que juega un papel clave en el desarrollo de cánceres de hígado y riñón.

Estudios anteriores, incluidos algunos realizados en humanos, relacionaron el PFAS con una serie de problemas de salud graves como el cáncer de próstata, el cáncer masculino más común en los Estados Unidos.

Publicado en la revista Nutrientes, se cree que los resultados del estudio actual son los primeros en arrojar luz sobre las interacciones sinérgicas de PFAS y la grasa dietética y los cambios metabólicos que mueven las células benignas de la próstata a un estado maligno, desencadenando tumores de rápido crecimiento.

Los científicos inyectaron una forma agresiva de células prostáticas humanas malignas en las caderas de ratones machos alimentados con una dieta alta en grasas diseñada para imitar la dieta occidental típica o una dieta de control. Algunos de los ratones también recibieron dosis orales de sulfonato de perfluorooctano (PFOS), una de las formas más comunes de PFAS que se ha asociado con varios tipos de cáncer.

«Observamos un aumento en el volumen de tumores cuando nos exponemos a la dieta alta en grasas o PFOS», dijo el coautor Michael J. Spinella, científico del Illinois Cancer Center y profesor de biociencias comparativas. «Sin embargo, a los 40 días después de la inyección, observamos que el crecimiento tumoral más rápido ocurrió en el grupo de ratones que comieron la dieta alta en grasas y recibieron exposición a PFOS, lo que sugirió una interacción sinérgica entre los dos».

En cultivo celular, los científicos expusieron células prostáticas benignas y una línea derivada de células malignas agresivas al PFOS y encontraron que las células malignas se replicaban a una tasa tres veces mayor que las células de control.

Cuando los investigadores expusieron las células benignas y malignas a otra forma de PFAS, el ácido perfluorobutano sulfónico, la viabilidad de las células malignas fue cinco veces mayor que en el grupo de control.

Los estudios han asociado la exposición al PFBS, que puede ocurrir a través del aire contaminado o el agua potable contaminada, con enfermedades de la tiroides y otros órganos.

Los científicos plantearon la hipótesis de que las vías de energía metabólica dentro de las células estaban experimentando cambios para facilitar el rápido crecimiento observado.

«Analizamos los metabolitos que cambiaron en respuesta al tratamiento con PFOS y descubrimos que el fenotipo metabólico de las células del cáncer de próstata estaba alterado, regulando al alza las vías de energía proliferativa», dijo el coautor Joseph Irudayaraj, director asociado de recursos compartidos en el Centro de Cáncer de Illinois y profesor fundador de bioingeniería en la U. de I.

«La exposición al PFOS incrementó significativamente los genes asociados con el metabolismo, en particular la molécula de piruvato, que está involucrada en el metabolismo de la glucosa, y la molécula precursora de acetil-coenzima A que facilita el metabolismo de ácidos grasos y esteroides», afirmó.

Investigaciones anteriores, incluido un estudio de 2019 de Madak-Erdogan, encontró que los cambios en el metabolismo del piruvato y los ácidos grasos estaban asociados con diversas formas de cáncer y otras enfermedades. En ese estudio, publicado en la revista Cancer Research, el equipo de Madak-Erdogan descubrió que los ácidos grasos libres inducían a las células de cáncer de mama con receptores de estrógeno positivos para aumentar la proliferación celular y el crecimiento tumoral.

Estructuralmente, las sustancias químicas de la familia PFAS se parecen a los ácidos grasos libres y se unen a los mismos sitios en las proteínas del suero, dijo Madak-Erdogan.

Los coautores del nuevo estudio incluyen al ex estudiante de posgrado en ciencias de la nutrición y primer autor Ozan Berk Imir; Wen-Yang Hu, profesor de urología en la Universidad de Illinois en Chicago; La directora del Laboratorio de Andrología de la UIC y profesora de Urología, Gail S. Prins; Ratnakar Singh, investigador en biociencias comparadas de la Universidad de I. Urbana-Champaign; el estudiante de posgrado Qianying Zuo; asistente de investigación Yu-Jeh Liu; y la estudiante universitaria Alanna Zoe Kaminsky.

La investigación fue apoyada por subvenciones de los Institutos Nacionales de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU., U. de I. Oficina del Vicerrector de Investigación y un premio Arnold O. Beckman de la Junta de Investigación del Campus.