Investigadors del Centre Nacional d’Anàisi Genòmica (CNAG), ubicat al Parc Científic de Barcelona, i de la Universitat de Milà-Bicocca (Itàlia), en col·laboració amb la Yale School of Medicine (USA), han dissenyat una nova eina computacional capaç de revelar una capa fins ara invisible del càncer: les estratègies metabòliques de les seves cèl·lules, que podrien afavorir la proliferació, l’evasió immunitària o la progressió tumoral, segons la seva ubicació dins del teixit. L’estudi s’ha publicat en la revista Systems biology and applications. 

Els tumors estan formats per una gran quantitat de cèl·lules canceroses el principal objectiu de les quals és multiplicar-se i, per a aconseguir-ho, han d’evadir el sistema immunitari. Cada cèl·lula exerceix una funció específica dins d’aquest complex engranatge. Són els seus gens els que, expressant-se, dirigeixen el paper que desenvoluparan. Aquesta informació genètica ha marcat un abans i un després en el coneixement del càncer, que ja es va començar a descodificar fa anys amb l’arribada de les tècniques genòmiques d’alta resolució, i que va continuar evolucionant amb la seqüenciació espacial, que va permetre localitzar els diferents tipus de cèl·lules tumorals i les seves expressions gèniques en el mateix teixit.

Aquesta nova eina permet generar mapes que localitzen quines són les estratègies metabòliques que promouen el creixement i la supervivència tumoral. “El nostre objectiu era entendre com influeix el lloc que ocupa cada cèl·lula dins del tumor en la seva manera d’obtenir energia i nutrients. Ja coneixíem els gens que s’expressen en les cèl·lules i ens preguntàvem: i si geolocalizamos també el seu metabolisme? És a dir, ara podem integrar l’expressió dels seus gens per a inferir la seva activitat metabòlica, com el creixement, la supervivència i l’expansió cel·lular” explica el Dr. Davide Maspero, investigador del CNAG i autor principal de l’estudi.

Amb aquest objectiu de partida, el centre va desenvolupar el mètode spatial Flux Balane Analysis (spFBA), en col·laboració amb la Universitat de Milà-Bicocca (Itàlia) i la Yale School of Medicine (USA). El nou sistema computacional, publicat en Systems biology and applications , revista del grup Nature , permet reconstruir per primera vegada patrons metabòlics espacials a partir de dades de transcriptómica espacial tant del càncer com del microambient tumoral.

El resultat són mapes que recullen les reaccions metabòliques de les cèl·lules tumorals per zones o nínxols, mostrant quines regions presenten més glucòlisi per obtenir energia, quines destinen més recursos a la producció de biomassa per créixer i dividir-se, o quines consumeixen o alliberen lactat, una molècula clau que les cèl·lules poden utilitzar tant com a font d’energia com per produir nous components cel·lulars. Aquests perfils metabòlics actuen com a senyals en un mapa que permeten inferir l’activitat predominant i estimar el potencial proliferatiu de diferents regions del tumor. Aquesta informació és clau per posar al descobert les estratègies que utilitzen les cèl·lules tumorals per proliferar, evadir el sistema immunitari o estendre’s a altres òrgans, i obre la porta a predir l’evolució del tumor i a dissenyar futures teràpies més dirigides.

Primers resultats: mapes metabòlics del càncer colorectal i renal

Donada la coneguda plasticitat metabòlica del càncer colorectal, un tret que el converteix en un dels tumors més agressius per la seva gran capacitat d’obtenir energia i nutrients, els investigadors van fer les primeres anàlisis en mostres de pacients amb càncer colorectal amb metàstasi al fetge. L’objectiu era comprendre millor els mecanismes que permeten al tumor expandir-se i colonitzar altres òrgans. Els mapes metabòlics obtinguts van revelar que algunes regions consumien lactat per obtenir energia i així fabricar biomassa tumoral. En canvi, les zones de teixit no tumoral o estroma es dedicaven principalment a produir lactat.

En conjunt, els resultats mostren com el tumor organitza una autèntica xarxa de cooperació metabòlica entre diferents regions, en què unes produeixen energia i altres la consumeixen, afavorint així el creixement del tumor. En el cas del càncer de ronyó, l’anàlisi espacial amb el programa spFBA va confirmar la presència generalitzada de regions tumorals amb una elevada producció de lactat, un comportament que encaixa amb l’anomenat fenotip de Warburg. Aquest fenomen descriu un comportament molt típic de les cèl·lules canceroses, que obtenen energia a partir de la glucosa fins i tot quan hi ha disponibilitat d’oxigen. No obstant això, els resultats van mostrar que aquest comportament no és uniforme dins del tumor. Mentre que algunes regions mantenien la producció i expulsió de lactat fins i tot en presència d’oxigen, unes altres seguien el patró típic de zones amb baixa disponibilitat d’oxigen, amb una major dependència de la glucòlisi anaeròbica. De nou, una estratègia heterogènia de les diferents regions del tumor per assolir un mateix objectiu: la progressió de la malaltia.

Després d’aquests primers mapes metabòlics, que posen en relleu la importància de l’organització espacial dels tumors per assegurar els recursos que els permeten continuar creixent, els investigadors treballen ja en la següent fase del projecte. L’equip està desenvolupant una nova versió del programa computacional spFBA per ampliar-ne la compatibilitat amb un nombre més gran de bases de dades de transcriptòmica espacial i facilitar que més centres de recerca i hospitals puguin incorporar aquesta eina computacional a les seves anàlisis.

» Article de referència: Maspero, D., Marteletto, G., Lapi, F. et al. Spatial FBA reveals heterogeneous Warburg niches in renal tumors and lactate consumption in colorectal cancer. npj Syst Biol Appl 12, 32 (2026). https://doi.org/10.1038/s41540-026-00654-x

» Enllaç a la notícia: web del CNAG [+]