Проучването открива, че авидитивността на раковите клетки за растеж на глюкоза и тумор се подсилва.

Всичко, което расте, се нуждае от храна и ракът не е изключение. В продължение на почти век учените знаят, че туморите са гладни ядещи глюкоза, основното гориво за клетките. С захар изкачване до върха на списъка на обществени врагове на здравословното хранене, връзката между това вещество и рака притеснява днес повече от всякога.

връзка

Свързани новини

Все пак няма доказателства, че захарта увеличава риска от рак, да, това е известно той го храни, Но да знаем подробно как се хранят раковите клетки, все още е предизвикателство. Оттук и важността на ново проучване, което разкрива ключов механизъм и което би могло да помогне да се намери начин за убий рак, като го гладуваш.

Перверзен метаболизъм

През 20-те години на миналия век физиологът Ото Варбург в Германия и Карл и Герти Кори в САЩ отбелязват, че туморните клетки консумират огромни количества глюкоза. Но и че не са го направили по същия начин като нормалните клетки. Въпреки всички злини, приписвани на захарта, истината е, че нашите тъкани се нуждаят от глюкоза, един от неговите компоненти, за да оцелее.

При нормални условия, клетките поемат глюкозата и я използват за енергия чрез процес, който използва кислород, известен като клетъчно дишане. При липса на кислород глюкозата следва различен път в клетките, ферментира и произвежда млечна киселина. Тази алтернатива също генерира енергия за клетката, но много по-малко: според молекулярния микробиолог Йохан Тевелайн от Фламандския институт по биотехнологии (VIB) в Белгия, „ферментацията на захарта в млечна киселина води до 15 пъти по-малко енергия от дишането„Това обяснява например нуждата ни да дишаме по-интензивно, когато правим физически упражнения, които изискват енергия.

Варбург обаче забеляза това туморните клетки неистово ферментират глюкоза, до 200 пъти повече от нормалното, дори в присъствието на кислород. „Така е отклонен, защото раковите клетки имат проблеми с получаването на достатъчно енергия ", казва Thevelein. По това време Warburg смяташе това извратен метаболизъм това беше основната причина за рак. И въпреки че днес произходът на това заболяване обикновено се приписва на генетични мутации, все още не е известно дали ефектът на Варбург, чрез който раковите клетки консумират глюкоза по компулсивен и необичаен начин, е причина или следствие от растежа на тумора. Решаването на този висящ въпрос може да помогне за проектирането на по-добри лечения.

Всъщност днес е известно, че глюкозата като цяло благоприятства растеж на туморни клетки в култура, и че изтеглянето на това гориво ги убива. И въпреки че терапевтичният път все още не е отворен, някои изследователи предполагат, че лишаването на туморните клетки от захар и следователно диета с ниско съдържание на въглехидрати може да подобри прогнозата за рак. По същата причина евентуалното използване на инхибитори на метаболизма на глюкозата като лекарства срещу злокачествени тумори.

Убиване на рака без убиване на пациента

Но очевидно този подход се сблъсква с голяма пречка:Как да гладуваме ракови клетки от глюкоза, без да убиваме нормални клетки? За да се реши този проблем, от съществено значение е да се знае в детайли какво отличава туморните клетки от здравите клетки, за да се обработва глюкозата по толкова особен начин. Няколко възможни механизми, включително ензим, който изглежда отговорен за ускорената консумация на глюкоза и присъства в бързо растящи клетки, включително ракови клетки.

За да се прецизира разрешаването на този проблем, е необходимо да се знаят подробно всички лостове и пружини, които контролират метаболизма на глюкозата в раковите клетки. Сега Thevelein намери ключов контрол, който въвежда раковите клетки в порочен кръг: молекула на промотор на туморен растеж се връща в клетки, луди по глюкозата, а повишената консумация на глюкоза от своя страна активира тази молекула.

Промоторната молекула е известна като Рас, стар познат от изследване на рака. Ras всъщност е протеиново семейство които обикновено изпълняват рутинни функции в клетката, но могат да мутират и да станат злокачествени. През 1982 г. няколко изследователи, включително испанския Мариано Барбацид, откриват този мутант Рас превърна клетките в ракови.

Учените вече са знаели, че злокачествените форми на Ras увеличават консумацията на глюкоза от раковите клетки. Това, което Тевелайн и неговите колеги сега откриха, е, че е вярно и обратното, т.е. глюкозният запой на туморните клетки потенцира Ras активирането. "Нашето проучване разкрива как хиперактивната консумация на захар от раковите клетки води до порочен кръг на продължително стимулиране на развитието и растежа на рака ", казва Thevelein.

От дрожди до рак

По-конкретно, изследователите са идентифицирали частта, отговорна за поддържането на този безкраен цикъл: това е продукт, който се появява по време на разграждането на глюкозата в клетката, т.нар. фруктоза-1,6-бисфосфат (Fru1,6bisP), молекула на фруктоза (захарта в плодовете), свързана с два фосфата. Когато cраковите клетки се хранят с глюкоза, произвеждат се големи количества Fru1,6bisP, които увеличават активността на Ras.

"Нашите резултати показват, че ефектът на Варбург създава порочен кръг чрез активиране на Ras от Fru1,6bisP, при което повишената ферментация стимулира онкогенната потентност ", изследователите пишат в своето проучване, публикувано в списание Nature Communications. "По този начин това обяснява връзката между силата на ефекта на Варбург и агресивността на тумора", казва Тевелайн.

Интересното е, че изследователите са открили този механизъм не в туморните клетки, а в мая, гъбички, чиито клетки в основата си са подобни на нашите, но по-прости, което улеснява изследването. Освен това клетките на дрождите имат нещо общо с раковите клетки, което означава, че те също предпочитат да ферментират захар. Но след като откритието е направено в дрождите, Тевелайн и неговите сътрудници установяват, че дПроцесът работи по същия начин в туморните клетки. „Удивително е, че този механизъм се е запазил през дългата еволюция от дрожди до хора“, казва ученият.

Според Thevelein, "Тази връзка между захарта и рака има далечни последици." Изследователят обаче подчертава, че все още е необходимо да се знае кое се появява първо, дали пилето или яйцето, или къде точно произхожда порочният кръг. „Все още не знаем основната причина за ефекта на Варбург“, признава той. Но въпреки че трябва да се извърви дълъг път, докато тези открития бъдат превърнати в терапии или диети, адаптирани към пациенти с рак, Thevelein е уверен в потенциала на този път: „нашата надежда е, че може да бъде конкретно премахване на ефекта на Варбург, тоест необичайно високия гликолитичен поток в раковите клетки, но не и основният гликолитичен поток, тоест този, който се среща в нормалните клетки. За да можем селективно убиват раковите клетки".