Новое исследование раскрыло 100-летнюю тайну рака

Новости

Великий немецкий врач и лауреат Нобелевской премии Отто Варбург еще в 1921 году обнаружил, что раковые клетки не используют сахар в качестве топлива, как мы думали.

Вместо того, чтобы «сжигать» сахар с использованием кислорода, как это предпочитает большинство клеток нашего тела, раковые клетки применяют тактику, известную как использование дрожжевыми клетками: ферментацию.

Этот специализированный процесс ферментации (известный как эффект Варбурга) является быстрым и предпочитается раковыми клетками для производства АТФ (используемого клетками для получения энергии ) даже в условиях, когда доступен кислород. Тем не менее, это не самый эффективный способ задействовать всю энергию, хранящуюся в молекулах сахара, и поэтому на долгие годы оставил ученых заинтригованными тем, почему раковые клетки делают это.

За годы, прошедшие с тех пор, как Варбург ввел этот термин, появилось много предложенных идей. Одна из гипотез заключалась в том, что раковые клетки имеют неисправные митохондрии (электростанции клетки), органеллы внутри клеток, где сахар «сжигается» и очень эффективно превращается в энергию. Однако эта гипотеза не выдержала проверки временем, поскольку было обнаружено, что митохондрии в раковых клетках работают так, как должны, и, следовательно, это не могло быть причиной, по которой раковые клетки предпочитают путь ферментации для получения энергии из сахара.

Теперь исследователи из Института Слоана Кеттеринга во главе с доктором Минг Ли опубликовали возможное объяснение в журнале Science . Используя биохимические и генетические эксперименты, исследователи показали, что все сводится к важной сигнальной молекуле фактора роста, называемой киназой PI3, ферменту, участвующему в широком спектре клеточных активностей, таких как деление, пролиферация, рост и выживание клеток.

«PI3 киназы является ключевой сигнальной молекулой , которая функционирует почти как главнокомандующий клеточного метаболизма,» сказал д — р Ли в заявлении . «Большинство энергоемких клеточных событий в клетках, включая деление клеток, происходят только тогда, когда киназа PI3 дает сигнал».

Киназа PI3 широко изучалась как часть ключевого сигнального пути, участвующего в пролиферации и метаболизме рака. По мере того как раковые клетки начинают сдвигаться и использовать эффект Варбурга, уровни киназы PI3 в клетках повышаются. Это, в свою очередь, через каскад последующих событий приводит к тому, что клетки становятся более склонными к делению. Это, конечно же, отличительный признак рака: быстрое деление и распространение.

«Киназа PI3 — очень важная киназа в контексте рака», — говорит д-р Ли. «Это то, что посылает сигнал роста для деления раковых клеток, и является одним из наиболее чрезмерно активных сигнальных путей при раке».

Чтобы изучить это, исследователи обратились к другому типу клеток в нашем организме, который может использовать «неэффективный» эффект Варбурга для исследования этого явления: иммунным клеткам. Когда определенные типы Т-клеток предупреждены о ближайшей инфекции и нуждаются в быстром делении для увеличения числа, они также способны отключить метод «сжигания сахара» для производства энергии и включить эффект Варбурга для производства АТФ и способствовать их распространению.

Как объясняют авторы в пресс-релизе, этот «переход» от использования кислорода к началу процесса ферментации контролируется ферментом под названием лактатдегидрогеназа A (LDHA). В свою очередь, LDHA регулируется уровнем активности киназы PI3 в клетке. Используя мышей, у которых отсутствует фермент LDHA, исследователи обнаружили, что животные не могут поддерживать свой нормальный уровень киназы PI3 в своих Т-клетках и не могут бороться с инфекциями, потому что Т-клетки не делятся должным образом, как PI3. уровни киназы были не такими, как должно быть.

Это закрепило идею о том, что метаболический фермент LDHA каким-то образом регулирует сигнальную молекулу киназы PI3 клетки.

Газета «DAILY» — Новости Ростова-на-Дону