Исследователи из Колумбии и Массачусетского технологического института раскрывают удивительные причины, по которым раковые клетки часто вынуждены полагаться на импорт жира, и это открытие может привести к новым способам понимания и замедления роста опухоли.
Опубликовано исследование под руководством Денниса Виткупа, доктора философии, доцента системной биологии Колумбийского университета, Медицинского колледжа Вагелос, и Мэтью Г. Вандера Хейдена, доктора медицины, доктора философии, директора Центра Коха в Массачусетском технологическом институте, было опубликовано 23 июня в Nature Метаболизм.
Общие питательные вещества, которые мы потребляем, такие как жир и кислород, которыми мы дышим, вероятно, играют важную роль в росте раковых клеток. Кислород наиболее известен своей ролью в производстве энергии в организме; поэтому мы начинаем тяжелее дышать во время упражнений. Поскольку многие раковые клетки живут в среде с дефицитом кислорода, их рост часто считается ограниченным по энергии. Но кислород также играет менее известную роль: он обеспечивает окислительную способность для химических реакций, которые контролируют синтез биомолекул, необходимых для построения новых клеток.
Для многих биосинтетических реакций требуется кофактор, называемый НАД+, а при недостатке кислорода клетки не могут регенерировать НАД+, что стимулирует рост. И их ключевые синтетические реакции остановятся. Новое исследование неожиданно обнаружило, что гипоксические раковые клетки обычно имеют больше энергии, чем им нужно для роста.
Когда исследователи снабжали раковые клетки дополнительными питательными веществами для производства энергии, клетки не реагировали. Вместо этого, когда ученые использовали различные методы для очистки биосинтетических путей с истощенным кислородом, раковые клетки резко размножались.
Исследователи обнаружили, что, хотя различные пути биосинтеза чувствительны к присутствию кислорода, синтез жира был одним из наиболее затронутых. Молекулы жира используются для построения мембран новых клеток, и синтез жира особенно сложен для раковых клеток, которым для роста необходимо синтезировать новые мембраны. Без доступа кислорода клетки не могут адекватно обеспечивать свои пути синтеза жира.
— Наш результат противоречит здравому смыслу, — говорит доктор Виткуп, — Синтез жира не считается процессом, требующим большого количества кислорода. Но наши эксперименты показали, что до 30% кислорода, используемого раковыми клетками, идет не на выработку энергии, а на синтез жира.
Из-за влияния кислорода на биосинтез, раковые клетки, растущие в среде с ограниченным доступом кислорода, сильно зависят от импорта жиров из окружающей среды. Это создает критическую уязвимость для раковых клеток, поэтому сокращение потребления импортированных жиров может замедлить или остановить рост рака.
Команда Виткупа сейчас пытается определить, какие рецепторы раковые клетки используют для импорта жиров в различные опухоли и на какие рецепторы могут воздействовать лекарства. Исследование также предполагает, что изменение состава диетических жиров может играть жизненно важную роль во влиянии на рост рака.
— Обычно мы думаем, что рак вызывается в основном генетическими мутациями, но для раковых клеток, живущих в сложных условиях, таких как нехватка кислорода, не менее важна их среда, — говорит Виткуп. — Мутации, которые способствуют поглощению жира, например, будут способствовать росту опухоли только в том случае, если жиры действительно доступны в окружающей среде.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен