La hipótesis de Warburg ( / ˈv ɑːr b ʊər ɡ / ), a veces conocida como la teoría de Warburg del cáncer , postula que el impulsor de la tumorigénesis es una respiración celular insuficiente causada por un daño a las mitocondrias . [1] El término efecto Warburg en oncología describe la observación de que las células cancerosas , y muchas células cultivadas in vitro , exhiben fermentación de glucosa incluso cuando hay suficiente oxígeno presente para respirar adecuadamente. [2] En otras palabras, en lugar de respirar completamente en presencia de oxígeno adecuado, las células cancerosas fermentan. La hipótesis de Warburg era que el efecto Warburg era la causa principal del cáncer. La opinión popular actual es que las células cancerosas fermentan la glucosa mientras mantienen el mismo nivel de respiración que estaba presente antes del proceso de carcinogénesis , y por lo tanto, el efecto Warburg se definiría como la observación de que las células cancerosas exhiben glucólisis con producción de lactato y respiración mitocondrial incluso en presencia de oxígeno. [3]
La hipótesis fue postulada por el premio Nobel Otto Heinrich Warburg en 1924. [4] Él planteó la hipótesis de que el cáncer , el crecimiento maligno y el crecimiento tumoral son causados por el hecho de que las células tumorales generan principalmente energía (como, por ejemplo, trifosfato de adenosina / ATP) mediante la descomposición no oxidativa de la glucosa (un proceso llamado glucólisis ). Esto contrasta con las células sanas que generan principalmente energía a partir de la descomposición oxidativa del piruvato . El piruvato es un producto final de la glucólisis y se oxida dentro de las mitocondrias . Por lo tanto, según Warburg, la carcinogénesis se deriva de la disminución de la respiración mitocondrial . Warburg consideró que la diferencia fundamental entre las células normales y cancerosas era la relación entre la glucólisis y la respiración; esta observación también se conoce como el efecto Warburg.
En la teoría de la mutación somática del cáncer, la proliferación maligna es causada por mutaciones y expresión genética alterada, en un proceso llamado transformación maligna , que resulta en un crecimiento descontrolado de las células. [5] [6] La diferencia metabólica observada por Warburg adapta las células cancerosas a las condiciones hipóxicas (deficientes en oxígeno) dentro de los tumores sólidos, y resulta en gran medida de las mismas mutaciones en oncogenes y genes supresores de tumores que causan las otras características anormales de las células cancerosas. [7] Por lo tanto, el cambio metabólico observado por Warburg no es tanto la causa del cáncer, como él afirmó, sino más bien, es uno de los efectos característicos de las mutaciones causantes de cáncer.
Warburg articuló su hipótesis en un artículo titulado La causa principal y la prevención del cáncer , que presentó en una conferencia en la reunión de los Premios Nobel el 30 de junio de 1966 en Lindau , Lago Constanza , Alemania. En este discurso, Warburg presentó evidencia adicional que apoyaba su teoría de que la anaerobiosis elevada observada en las células cancerosas era una consecuencia de una respiración dañada o insuficiente. En sus propias palabras, "la causa principal del cáncer es la sustitución de la respiración de oxígeno en las células corporales normales por una fermentación del azúcar". [8]
El cuerpo suele matar las células dañadas mediante apoptosis , un mecanismo de autodestrucción que involucra a las mitocondrias, pero este mecanismo falla en las células cancerosas, donde las mitocondrias se desactivan. La reactivación de las mitocondrias en las células cancerosas reinicia su programa de apoptosis. [9]
Un gran número de investigadores han dedicado y están dedicando sus esfuerzos al estudio del efecto Warburg, que está íntimamente asociado con la hipótesis de Warburg. En oncología, el efecto Warburg es la observación de que la mayoría de las células cancerosas producen energía predominantemente mediante una alta tasa de glucólisis seguida de fermentación de ácido láctico en el citosol [10] , en lugar de mediante una tasa comparativamente baja de glucólisis seguida de oxidación de piruvato en las mitocondrias como en la mayoría de las células normales [11] [12] [13]
En particular, se han publicado casi 18.000 publicaciones sobre el tema del ATP y el efecto Warburg en el período 2000 a 2015. La mayoría de las funciones del efecto Warburg han sido objeto de estudio. [14]