Новый метод, разработанный Институтом системной биологии (ISB) и Калифорнийским университетом в Риверсайде, позволяет по-новому взглянуть на биологию рака, позволяя исследователям показать, как жирные кислоты поглощаются отдельными клетками.
Жирные кислоты, наряду с глюкозой и аминокислотами, являются основным источником энергии для клеточного роста и пролиферации, а аномальный метаболизм жирных кислот часто наблюдается при раке. Доктор. Лаборатория Вэй Вэй в ISB и доктор. Лаборатория Мин Сюэ в Калифорнийском университете в Риверсайде на протяжении многих лет сотрудничает с целью разработки ряда химических зондов и аналитических подходов для количественной оценки клеточного поглощения глюкозы, производства лактата, поглощения аминокислот и других метаболитов, связанных с раком.
Однако, в отличие от глюкозы и аминокислот, механизмы, лежащие в основе поглощения жирных кислот клетками, менее известны и их трудно различить. Технические инструменты для измерения поглощения жирных кислот на уровне отдельных клеток чрезвычайно ограничены.
"Эта работа является первым примером профилирования поглощения жирных кислот в сочетании с аберрантной передачей сигналов белка в раковых клетках при одноклеточном разрешении и представляет собой важный прогресс в одноклеточном метаболическом анализе," сказал доцент ISB д-р. Вэй Вэй, соавтор только что опубликованной статьи в Журнале Американского химического общества.
Чтобы профилировать поглощение жирных кислот, исследователи выбрали суррогатную молекулу, которая была структурно похожа на природные жирные кислоты. Это сходство заставило клетки принять эти суррогаты, как родные. Затем, используя уникальную молекулу дендримера – древовидный полимер – исследователи достигли точного количественного определения этих суррогатов из отдельных клеток.
Применяя этот новый одноклеточный инструмент к модели рака мозга, исследователи определили, что поглощение жирных кислот по-разному регулируется двумя последующими эффекторами мишени рапамицина млекопитающих (mTOR) – критического регулятора пролиферации клеток и синтеза белка. Результаты показали компенсаторную активацию метаболизма жирных кислот при ингибировании онкогенов или ослаблении метаболизма глюкозы в этих раковых клетках мозга и раскрыли новую комбинированную терапию, которая нацелена на эту биоэнергетическую гибкость, чтобы синергетически блокировать рост опухоли.
"Этот новый инструмент открывает новые возможности для изучения того, как метаболизм жирных кислот влияет на биологические системы. Это также вдохновило нас на разработку большего количества метаболических зондов для анализа отдельных клеток," сказал доцент Калифорнийского университета в Риверсайд д-р. Мин Сюэ, соавтор-корреспондент статьи.