Как выяснили исследователи из Института рака Уиншип при Университете Эмори, сигналы от педали к металлу, управляющие ростом нескольких типов раковых клеток, приводят к общему переключению, регулирующему использование глюкозы.
Ученые, изучающие рак, десятилетиями знали, что раковые клетки, как правило, потребляют больше глюкозы или сахара в крови, чем здоровые клетки. Эта тенденция известна как "Эффект варбурга," в честь первооткрывателя Отто Варбурга, немецкого биохимика, получившего в 1931 году Нобелевскую премию по медицине. Теперь команда под руководством Winship определила способ, возможно, использовать вкус раковых клеток к глюкозе.
Результаты были опубликованы на этой неделе в журнале Science Signaling.
Обычно клетки имеют два режима сжигания глюкозы, сравнимые с бегом на короткие дистанции и бегом на длинные дистанции: гликолиз, который не требует кислорода и не потребляет всю молекулу глюкозы, и окислительное фосфорилирование, которое требует кислорода и является более тщательным.
Раковые клетки часто перерастают кровоснабжение, что приводит к нехватке кислорода в опухоли, – говорит Цзин Чен, доктор философии, доцент кафедры гематологии и медицинской онкологии Медицинской школы Университета Эмори и Института рака Уиншип. Они также выигрывают от гликолиза, потому что остатки неэффективного потребления глюкозы могут использоваться в качестве строительных блоков для роста клеток.
"Даже если в них есть кислород, раковые клетки все равно предпочитают гликолиз," Чен говорит. "Они зависят от этого, чтобы быстро расти."
Работая с Ченом, постдокторский исследователь Таро Хитосуги сосредоточился на ферменте PKM2 (пируваткиназа M2), который регулирует использование глюкозы и контролирует, переключаются ли клетки между гликолизом и окислительным фосфорилированием. PKM2 обнаруживается преимущественно в клетках плода и опухолевых клетках.
При многих типах рака мутации приводят к чрезмерной активации белков, называемых тирозинкиназами. Команда Чена показала, что тирозинкиназы выключают PKM2 при раке легких, груди, простаты и крови. Они обнаружили, что введение формы PKM2, которая не чувствительна к тирозинкиназам, в раковые клетки заставляет их расти медленнее и больше зависеть от кислорода.
Поскольку активная форма PKM2 состоит из четырех молекул белка, склеенных вместе, тирозинкиназа переворачивает "выключенный" включение одной молекулы может снизить активность других.
"Люди знали, что тирозинкиназы могут изменять PKM2 десятилетиями, но не думали, что это имеет значение," Чен говорит. "Мы показали, что такая модификация важна, и вам даже не нужна такая большая модификация PKM2, чтобы изменить метаболизм клеток."
PKM2 может быть хорошей лекарственной мишенью, потому что как его ингибирование, так и активация могут замедлить рост раковых клеток. По словам Чена, биотехнологические компании уже ищут способы сделать это.
Дополнительная информация: T. Hitosugi et al. Фосфорилирование тирозина ингибирует PKM2, способствуя эффекту Варгурга и росту опухоли. Наука. Сигнал. 2, ra73 (2009).
Источник: Университет Эмори (новости: в сети)