В исследовании, опубликованном в Cancer Cell, Thomas Burris, Ph.D., Кафедра фармакологии и физиологии Университета Сент-Луиса впервые нашла способ остановить рост раковых клеток, воздействуя на эффект Варбурга, особенность метаболизма раковых клеток, которую ученые стремились использовать.
В отличие от недавних достижений в области персонализированной медицины, которые сосредоточены на конкретных генетических мутациях, связанных с различными типами рака, это исследование нацелено на широкий принцип, применимый практически ко всем видам рака: его источник энергии.
Исследование Университета Сент-Луиса, которое проводилось на животных моделях и опухолевых клетках человека в лаборатории, показало, что лекарство, разработанное Баррисом и его коллегами из Исследовательского института Скриппса, может останавливать раковые клетки, не вызывая повреждения здоровых клеток и не приводя к другим серьезным последствиям. эффекты.
Эффект Варбурга
Метаболизм – способность использовать энергию – характерная черта всех живых существ. Раковые клетки агрессивно ускоряют этот процесс, позволяя мутировавшим клеткам беспрепятственно расти за счет окружающей ткани.
"Нацеливание на метаболизм рака стало горячей темой в последние несколько лет, хотя идея не нова," Беррис сказал.
С начала 1900-х годов ученые знали, что раковые клетки предпочитают использовать глюкозу в качестве топлива, даже если у них есть много других доступных ресурсов. Фактически, именно так врачи используют изображения сканирования с помощью ПЭТ (позитронно-эмиссионной томографии), чтобы обнаружить опухоли. ПЭТ-сканирование позволяет выявить глюкозу, накопленную раковыми клетками.
Это предпочтение использовать глюкозу в качестве топлива называется эффектом Варбурга или гликолизом.
В своей статье Баррис сообщает, что эффект Варбурга является метаболической основой онкогенного (ракового гена) роста, прогрессирования опухоли и метастазирования, а также устойчивости опухоли к лечению.
Цель Рака: расти и делиться
У раковых клеток одна цель: как можно быстрее расти и делиться. И хотя существует ряд возможных молекулярных путей, которые клетка может использовать для поиска пищи, у раковых клеток есть набор предпочтительных путей.
"Фактически, они пристрастились к определенным путям," Беррис сказал. "Им нужны инструменты для быстрого роста, а это значит, что у них должны быть все части для новых клеток, и им нужна новая энергия."
"Раковые клетки ищут пути метаболизма, чтобы найти части для роста и деления. Если у них нет деталей, они просто умирают," сказал Беррис. "Эффект Варбурга увеличивает потребление энергии в виде глюкозы для производства химических веществ, необходимых для быстрого роста, а раковые клетки также ускоряют другой процесс, липогенез, который позволяет им производить собственные жиры, необходимые для быстрого роста."
Если эффект Варбурга и липогенез являются ключевыми метаболическими путями, которые определяют прогрессирование рака, рост, выживаемость, уклонение от иммунитета, устойчивость к лечению и рецидив заболевания, то, как предполагает Беррис, нацеливание на гликолиз и липогенез может предложить способ остановить широкий спектр видов рака.
Отключение подачи энергии
Беррис и его коллеги создали класс соединений, влияющих на рецептор, регулирующий синтез жира. Новое соединение SR9243, которое начиналось как кандидат в лекарство от холестерина, подавляет синтез жира, так что клетки не могут производить собственный жир. Это также влияет на путь Варбурга, превращая раковые клетки в более нормальные клетки. SR9243 подавляет ненормальное потребление глюкозы и отключает снабжение раковых клеток энергией.
Когда раковые клетки не получают те части, которые им необходимы для размножения через глюкозу или жир, они просто умирают.
Поскольку эффект Варбурга не характерен для нормальных клеток и поскольку большинство нормальных клеток могут накапливать жир извне, SR9243 убивает только раковые клетки и остается нетоксичным для здоровых клеток.
Препарат также имеет хороший профиль безопасности; он эффективен, не вызывая потери веса, токсичности для печени или воспаления.
Многообещающие результаты На данный момент SR9243 был протестирован на культивируемых раковых клетках и опухолевых клетках человека, выращенных на животных моделях. Поскольку путь Варбурга характерен практически для всех видов рака, исследователи тестируют его на нескольких различных моделях рака.
"Он работает с широким спектром видов рака как в культуре, так и с опухолями человека, развивающимися на животных моделях," Беррис сказал. "Некоторые более чувствительны к нему, чем другие. В некоторых из этих путей клетки были перепрограммированы раком, чтобы поддерживать рост раковых клеток. Это возвращает метаболизм к более нормальным клеткам."
Баррис сказал, что в опухолях человека, выращенных на животных моделях,, "Он очень хорошо работал при раке легких, простаты и колоректального рака, и в меньшей степени он работал при раке яичников и поджелудочной железы."
Он также, кажется, работает с глиобластомой, чрезвычайно трудно поддающейся лечению формой рака мозга, хотя он не может очень эффективно преодолевать мозговой / гематологический барьер. Задача для исследователей в этом сценарии будет заключаться в том, чтобы найти способ позволить лекарству преодолеть этот барьер, естественную защиту мозга организма, что может затруднить лекарственное лечение для достижения своей цели.
И, что еще более многообещающе новости, похоже, что когда SR9243 используется в сочетании с существующими химиотерапевтическими препаратами, он увеличивает их эффективность, помимо собственной способности SR9243 бороться с раком.