Раковые клетки имеют свой собственный уникальный способ размножения, включающий хитроумное метаболическое перепрограммирование, которое наблюдалось практически при всех типах рака, но не в нормальных клетках. Теперь ученые Медицинского центра Университета Рочестера определили один ключевой источник проблемы, который может привести к новым возможностям лечения.
В статье, опубликованной Cell Reports, научная группа впервые показывает, как мутации, вызывающие рак, контролируют и изменяют способ биосинтеза и размножения раковых клеток.
Открытие является результатом тесного сотрудничества между лабораториями Джошуа Мангера, Ph.D., доцент кафедры биохимии и биофизики и Хаки Лэнд, к.D., Роберт и Дороти Маркины, профессор, заведующий кафедрой биомедицинской генетики и директор по исследованиям онкологического института Уилмота при URMC.
"Каждая ткань или тип клеток в организме имеет разные метаболические потребности, но по мере того, как клетки становятся злокачественными, их метаболизм меняется очень отличным от нормальных клеток способами," Мангер сказал. "Возможность идентифицировать эти различия имеет решающее значение для разработки целей лечения."
На протяжении десятилетий было известно, что раковые клетки с угрожающей скоростью выводят глюкозу из кровотока. Но сахарная зависимость рака – это только одна часть истории, объяснил Лэнд.
В то время как сахар является основным источником энергии и топлива для биосинтеза нормальных клеток, в раковых клетках сахар метаболизируется по-другому. Раковые клетки переключаются с горения на ферментацию сахара, процесс, который, как выяснили лаборатории Лэнда и Мунгера, вызван мутациями, вызывающими рак. Кроме того, они обнаружили, что в раковых клетках ферментация сахара способствует потреблению глютамина, еще одного источника питательных веществ. Глютамин в большом количестве доступен в кровотоке, и раковые клетки потребляют его в больших количествах, чтобы поддерживать деление клеток.
"Наша статья демонстрирует, что раковые клетки, но не нормальные клетки, зависят от этой связи между ферментацией сахара и потреблением глютамина," Земля сказала. "Это предлагает новый способ вмешательства в лечение."
Брэдли Смит, доктор философии.D., научный сотрудник лаборатории Земли руководил лабораторными экспериментами, которые проводились с клетками рака толстой кишки. Доклинические данные показывают, что за счет блокирования ферментов, специфичных для метаболизма клеток рака толстой кишки, рост опухоли замедляется или останавливается.
Это бурно развивающаяся область исследований. На национальном уровне ученые начали разрабатывать ранние клинические испытания для тестирования экспериментальных целевых методов лечения, направленных на измененный метаболизм раковых клеток. Исследователи Wilmot сосредотачиваются на новых способах применения этой концепции.
"Можно ли применить это к другим видам рака?? Это наш следующий вопрос," Мангер сказал. "Мы проверяем, как это можно широко применить в клинике."