Исследователи из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна Университета Иешива обнаружили, что раковые клетки подключаются к естественной системе рециркуляции, чтобы получить энергию, необходимую для дальнейшего деления. В исследовании с потенциальными последствиями для лечения рака исследователи Эйнштейна использовали генетические манипуляции, чтобы отключить эту систему рециркуляции в стенках клеток и остановить как рост опухоли, так и метастазирование (распространение рака). Результаты были опубликованы в сегодняшнем онлайн-выпуске журнала Science Translational Medicine.
Ученые знают, что раковым клеткам требуется большое количество энергии в виде глюкозы (сахара), чтобы поддерживать их аномально быстрый рост. Но было неясно, как раковые клетки удовлетворяют эти потребности в энергии. Исследование показывает, что раковые клетки подпитывают свой рост, ускоряя аутофагию – процесс рециркуляции, который происходит в клеточных компартментах, называемых лизосомами.
Во время аутофагии, что буквально означает "самопоедание," Лизосомы, подобные Pac-Man, переваривают изношенные белки и другие поврежденные клеточные компоненты. "Но лизосомы – это не просто контейнеры для мусора," сказала Ана Мария Куэрво, M.D., Ph.D., старший автор статьи, профессор кафедры биологии развития и молекулярной биологии, анатомии, структурной биологии и медицины. "Они больше похожи на маленькие перерабатывающие предприятия, на которых клеточный мусор превращается в энергию. Раковые клетки, кажется, научились оптимизировать эту систему, чтобы получать необходимую им энергию."
Доктор. Куэрво и ее коллеги обнаружили необычно высокий уровень опосредованной шапероном аутофагии, одного из типов аутофагии, в клетках более чем 40 типов опухолей человека. но не в здоровой ткани, окружающей опухоль. (При опосредованной шапероном аутофагии маленькие белки направляют мусор в лизосомы для переваривания.)
"Когда мы использовали генетические манипуляции, чтобы заблокировать активность этого процесса переработки, раковые клетки перестали делиться, и большинство из них умерло," Доктор. Куэрво сказал. "Мы также применили эту процедуру к опухолям у мышей, что привело к резкому уменьшению размера опухоли и почти полной блокаде метастазов."
Исследователи считают, что выборочное блокирование этого типа аутофагии в раковых клетках может быть полезной стратегией для уменьшения размеров опухолей и остановки метастазирования. "В будущих исследованиях мы надеемся разработать лекарства, которые могут имитировать то, что мы сделали с помощью генетических манипуляций," сказал доктор. Куэрво. "Мы также изучаем возможность использования самих генетических манипуляций для лечения различных типов рака легких."