Дослідження виявляє, що ракові клітини сприяють зростанню глюкози та пухлин.

Все, що росте, потребує їжі, і рак не є винятком. Вже майже століття вчені знають, що пухлини є жадібними поїдачами глюкози, необхідного палива для клітин. За допомогою цукор піднявшись на початок списку громадські вороги здорового харчування, зв’язок між цією речовиною та раком хвилює сьогодні як ніколи.

цукром

Пов’язані новини

Хоча немає жодних доказів того, що цукор збільшує ризик розвитку раку, так це відомо він його годує, Але детально знати, як живляться ракові клітини, все ще залишається проблемою. Звідси важливість нового дослідження, яке розкриває ключовий механізм і яке може допомогти знайти спосіб вбити рак, голодуючи його.

Збочений обмін речовин

У 1920-х роках фізіолог Отто Варбург у Німеччині та Карл та Герті Корі у США відзначали, що клітини пухлини споживали величезну кількість глюкози. Але також і те, що вони робили це не так, як звичайні клітини. Попри все лихо, яке приписують цукру, правда полягає в тому наші тканини потребують глюкози, одна з його складових, щоб вижити.

У звичайних умовах клітини забирають глюкозу і використовують її для енергії через процес, що використовує кисень, відомий як клітинне дихання. За відсутності кисню глюкоза йде іншим шляхом у клітинах, ферментуючи та виробляючи молочна кислота. Ця альтернатива також генерує енергію для клітини, але набагато менше: за словами молекулярного мікробіолога Йохана Тевелейна з Фламандського інституту біотехнологій (VIB) у Бельгії, "ферментація цукру в молочну кислоту дає деяку кількість У 15 разів менше енергії, ніж дихання"Це пояснює, наприклад, нашу потребу дихати інтенсивніше, коли ми робимо фізичні вправи, які вимагають енергії.

Однак Варбург зауважив це пухлинні клітини несамовито ферментують глюкозу, до 200 разів більше норми, навіть у присутності кисню. "Так воно і є аберрантний, тому що ракові клітини мають проблеми з отриманням достатньої кількості енергії ", - говорить Тевелейн. У свій час Варбург думав про це збочений обмін речовин це було першопричиною раку. І хоча сьогодні походження цієї хвороби зазвичай приписують генетичним мутаціям, досі невідомо, чи є ефект Варбурга, завдяки якому ракові клітини споживають глюкозу компульсивним і незвичним способом, причина або наслідок росту пухлини. Вирішення цього питання, що очікує на розгляд, може допомогти розробити кращі методи лікування.

Насправді сьогодні відомо, що глюкоза в цілому сприяє ріст клітин пухлини в культурі, і що вилучення цього палива вбиває їх. І хоча Терапевтичний шлях ще не відкритий, деякі дослідники припускають, що позбавлення пухлинних клітин цукру і, отже, дієта з низьким вмістом вуглеводів може покращити прогноз раку. З тієї ж причини можливе використання інгібітори метаболізму глюкози як ліки проти злоякісних пухлин.

Вбивство раку без вбивства пацієнта

Але, очевидно, такий підхід натрапляє на велику перешкоду:Як голодувати ракові клітини глюкози, не вбиваючи нормальних клітин? Щоб вирішити цю проблему, важливо детально знати, що відрізняє пухлинні клітини від здорових, щоб переробляти глюкозу таким своєрідним способом. Кілька можливих механізми, включаючи фермент, який, як видається, відповідає за прискорене споживання глюкози і присутній у швидко зростаючих клітинах, включаючи ракові клітини.

Щоб уточнити вирішення цієї проблеми, необхідно детально знати всі важелі та пружини, які контролюють метаболізм глюкози в ракових клітинах. Тепер Thevelein знайшов ключовий контроль, який вводить ракові клітини в порочне коло: молекула промотора росту пухлини повертається до клітини, божевільні від глюкози, а збільшення споживання глюкози в свою чергу активує цю молекулу.

Молекула промотора відома як Рас, старий знайомий з досліджень раку. Рас насправді є сімейство білкових які зазвичай виконують рутинні функції в клітині, але які можуть мутувати і стати злоякісними. У 1982 році кілька дослідників, в тому числі іспанський Маріано Барбацид, виявили мутанта Рас перетворив клітини в ракові.

Вчені вже знали, що злоякісні форми Ras збільшують споживання глюкози раковими клітинами. Тевелейн та його колеги зараз виявили, що має місце і зворотне, тобто запої глюкози пухлинних клітин посилює активацію Ras. "Наше дослідження показує, як гіперактивне споживання цукру раковими клітинами призводить до порочне коло продовження стимулювання розвитку та росту раку ", - говорить Тевелейн.

Від дріжджів до раку

Зокрема, дослідники визначили частину, відповідальну за підтримку цього нескінченного циклу: це продукт, який з’являється під час розщеплення глюкози в клітині, т.зв. фруктоза-1,6-бісфосфат (Fru1,6bisP), молекула фруктози (цукор у фруктах), зв’язана з двома фосфатами. Коли сракова клітина харчується глюкозою, утворюється велика кількість Fru1,6bisP, що збільшує активність Ras.

"Наші результати свідчать про те, що ефект Варбурга створює порочний цикл через активацію Ras Fru1,6bisP, завдяки чому посилене бродіння стимулює онкогенну потенцію ", дослідники пишуть у своєму дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications. "Таким чином, це пояснює взаємозв'язок між силою ефекту Варбурга та агресивністю пухлини", - говорить Тевелейн.

Цікаво, що дослідники виявили цей механізм не в пухлинних клітинах, а в дріжджі, гриб, клітини якого в основному схожі на наш, але простіший, що полегшує дослідження. Крім того, дріжджові клітини мають щось спільне з раковими клітинами, тобто вони також вважають за краще бродити цукор. Але після того, як було відкрито дріжджі, Тевелейн та його співробітники виявили, що еПроцес працює однаково в клітинах пухлини. "Дивно, що цей механізм зберігався впродовж тривалої еволюції від дріжджів до людей", - говорить учений.

За словами Тевелейна, "цей зв'язок між цукром і раком має далекосяжні наслідки". Однак дослідник підкреслює, що все-таки необхідно знати, що з’являється першим, чи є курка чи яйце, чи де саме виникає порочне коло. "Ми досі не знаємо першопричини ефекту Варбурга", - зізнається він. Але хоча довгий шлях потрібно перекласти до терапії або дієти, пристосованої до онкологічних хворих, Тевелейн впевнений у потенціалі цього шляху: "ми сподіваємось, що це може бути спеціально скасувати ефект Варбурга, тобто незвично високий гліколітичний потік у ракових клітинах, але не базальний гліколітичний потік, тобто той, що відбувається в нормальних клітинах. Тож ми могли вибірково вбивати ракові клітини".