Клітини раку слабші, якщо їх зробити більш кислими
Клітини раку функціонують менш добре і менш здатні розмножуватися, коли їх внутрішнє середовище стає більш кислим.
До такого висновку прийшли дослідники в США та Іспанії після того, як за допомогою комп'ютерної моделі вивчили умови, що впливають на метаболічні шляхи в ракових клітинах.
Модель показала, що для нормального функціонування метаболізму ракові клітини потребують внутрішнього середовища, яке є більш лужним, ніж у здорових клітин.
Це також допомогло виявити деякі ферменти, які працюють із більш лужним середовищем для сприяння розвитку раку.
Отримані дані можуть призвести до нових препаратів проти раку, які націлені на ці молекули, згідно з роботою, опублікованою в журналі Природні комунікації.
«Ця робота все ще дуже академічна, - пояснює співавтор дослідження Мікель Дюран-Фрігола, обчислювальний хімік Інституту досліджень біомедицини в Барселоні, Іспанія, - але ми вважаємо, що деякі з визначених цілей готові до перевірки в тварин, що дозволяє нам перейти на більш просунуті стадії доклінічного випробування ".
Системна біологія
Це дослідження є прикладом типу досліджень, що проводяться в галузі системної біології, що використовує складні комп'ютерні моделі та великі дані, щоб допомогти нам зрозуміти "організаційні принципи життя".
Дослідники об’єднали велику кількість біохімічних та генетичних даних для розробки молекулярної моделі метаболізму ракових клітин.
Вони використали модель для дослідження реакції "майже 2000 метаболічних ферментів" на зміни внутрішнього рН клітини.
Шкала рН є мірою кислотності. Кисле середовище має низький рН, а лужне або основне середовище має високий рН. РН 7 нейтральний - він не є ні кислотним, ні лужним.
Здорові клітини мають слаболужне внутрішнє середовище з рН близько 7,2. Клітини раку більш лужні і мають внутрішній рН, який перевищує 7,2.
«Реконструюючи та інтегруючи ферментативні профілі активності від рН в клітинні специфічні геномні метаболічні моделі, - зазначають автори, - ми розробляємо обчислювальну методологію, яка досліджує, як внутрішньоклітинний рН [...] може модулювати метаболізм».
Перспективні результати
Використовуючи комп'ютерну модель, команда показала, що коли її нутрощі залишаються в улюбленій лужній зоні рН, ракова клітина здатна розмножуватися. Цей стан також сприяє іншим функціям, на які покладається клітина, таким як «гліколіз та адаптація до гіпоксії».
Але нижчий, більш кислий рН в раковій клітині "відключає ці адаптації та загрожує росту пухлинних клітин", зазначають автори.
Команда також використовувала модель для виявлення метаболічних цілей, які показали "передбачуваний посилений протипухлинний ефект", коли внутрішнє середовище ракової клітини стало більш кислим.
Деякі цілі вже показали багатообіцяючі результати в тестах із використанням реальних клітин раку молочної залози.
"Розуміння зв'язку між метаболічними шляхами, які працюють краще при різних рН, може дати нам уявлення про механізми, що використовуються раком для виживання при основному рН"
Мікель Дюран-Фрігола
