Las células cancerosas exhiben un fenotipo mutador caracterizado por mecanismos defectuosos de reparación del ADN que conducen a tasas de mutación más altas de lo normal. Su tolerancia a las mutaciones, incluso en los genes críticos del ciclo celular, les confiere ventajas de supervivencia sobre las células normales.

Por ejemplo, las células normales dejan de dividirse una vez que entran en contacto con otra célula, en un fenómeno conocido como inhibición de contacto. Sin embargo, algunas células pueden mutar para superar la inhibición del contacto y amontonarse unas encima de otras, formando una masa tumoral.

Sin embargo, estas células tumorales no pueden seguir proliferando para siempre. En algún momento, pueden sufrir senescencia celular replicativa, un fenómeno en el que las células dejan de dividirse después de un cierto número de divisiones celulares.

Por lo tanto, algunas células tumorales mutan aún más para superar este obstáculo y volverse cancerosas. En primer lugar, aumentan su tasa de división celular para compensar la pérdida de células debido a la senescencia celular. En segundo lugar, pueden evadir la apoptosis, lo que resulta en la supervivencia prolongada de las células viejas y dañadas.

El tumor crece, las células en el interior de un tumor grande reciben menos oxígeno, un fenómeno llamado hipoxia. Esto limita la capacidad de crecimiento de las células y puede desencadenar necrosis celular dentro del tumor.

Las células cancerosas superan este desafío con dos mutaciones ventajosas. En primer lugar, promueven la angiogénesis, el proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos alrededor del tumor en crecimiento que pueden suministrar más oxígeno y nutrientes a las células.

El segundo es un cambio metabólico del metabolismo oxidativo al glucolítico.

En las células normales, la glucosa se metaboliza en piruvato por glucólisis. En condiciones aeróbicas, el piruvato se metaboliza a través de la fosforilación oxidativa para producir un rendimiento de ATP grande pero más lento. En condiciones anaeróbicas, como durante la actividad muscular intensa, las células metabolizan el piruvato en lactato mediante glucólisis anaeróbica con un rendimiento de ATP bajo pero rápido.

Para impulsar un crecimiento rápido, las células cancerosas absorben 100 veces más glucosa que las células normales, que se convierte en piruvato a través de la glucólisis. Luego, el piruvato se metaboliza rápidamente en lactato por glucólisis anaeróbica, independientemente de la disponibilidad de oxígeno. Este fenómeno se denomina efecto Warburg.

A pesar de que la glucólisis anaeróbica es menos eficiente que la fosforilación oxidativa, proporciona ráfagas rápidas de ATP para la proliferación del cáncer.