Рак: Використання клітинного метаболізму для боротьби із впертими пухлинами
Краще розуміння метаболізму в пухлинних клітинах, які ухиляються від наркотиків, може покращити лікування раку, згідно з новими дослідженнями Університету Цинциннаті в Огайо.
Деякі пухлини важко піддаються лікуванню, оскільки спочатку вони реагують на ліки від раку, але деякі клітини здатні виживати і зароджувати нові пухлини.
Клітини, що вижили, роблять це, збільшуючи процес «самоїдання», завдяки якому вони усувають відходи, видаляють дефектні компоненти та патогени та переробляють основні молекулярні будівельні блоки.
Процес, відомий як аутофагія, доставляє відходи в клітинні відділи, які називаються лізосомами. Вони містять різні типи ферментів для перетравлення та розщеплення різних матеріалів.
Аутофагія також є механізмом виживання, який включається, коли поживних речовин не вистачає, і вимикається знову, коли поживних речовин достатньо.
"Ми виявили, що метаболізм клітин суттєво впливає на здатність починати аутофагію", - говорить провідний дослідник Керол Мерсер, доцент кафедри гематології та онкології Університету Цинциннаті в штаті Огайо.
Вона та її колеги повідомляють про свої висновки, які розкривають "динамічну та метаболічну регуляцію аутофагії", у статті, яка зараз опублікована в журналі Звіти стільникових мереж.
Контроль аутофагії
Два типи ферментативної аутофагії в клітинах: один - це AMP-активована протеїнкіназа (AMPK), а інший - мішень для рапаміцину (mTOR) для ссавців.
Для лікування деяких видів раку вже використовуються препарати, що викликають AMPK або цільовий mTOR, і вони також досліджуються для використання в інших видах лікування раку.
З цих причин, пояснює Мерсер, "важливо розуміти, як вони впливають на цей шлях виживання пухлинних клітин".
Кожна клітина містить крихітні електростанції, звані мітохондріями, які виробляють енергію для клітин. Виробництво енергії в мітохондріях відбувається в кілька етапів, кожна з яких включає білковий комплекс. На першій стадії використовується той, що називається мітохондріальним комплексом I.
У людей, у яких дефіцит комплексу I, може виникнути кілька проблем зі здоров'ям, включаючи такі, що впливають на серце, печінку, мозок та нерви.
Мерсер та її колеги продемонстрували, що мітохондріальний комплекс I також відіграє ключову роль у спрацьовуванні та посиленні аутофагії та регулюванні її тривалості.
Профілактика та сприяння аутофагії
Вчені виявили, що генетичні дефекти мітохондріального комплексу I запобігають аутофагії, спричиненій інгібіторами mTOR. Вони також показали, як два протидіабетичні препарати - фенформін та метформін - мали однаковий ефект.
І навпаки, можна було збільшити аутофагію за допомогою методів, «які посилювали мітохондріальний метаболізм», зазначають автори.
Загалом, дослідження відкриває нові уявлення про динамічну роль клітинного метаболізму в аутофагії та пропонує, за словами Мерсера, "нові терапевтичні стратегії щодо раку, нейродегенеративних та мітохондріальних захворювань".
Більшість робіт з виявлення того, як метаболізм впливає на аутофагію та як використовувати його для збільшення або зменшення процесу, виконувались за допомогою культивованих клітин.
Він базується на попередній роботі одного з членів групи, який виявив, що, хоча інгібування mTOR може лікувати рак печінки, це також посилює аутофагію.
"Наші дані демонструють важливість метаболізму в регуляції аутофагії, покращують наше розуміння клінічно значущих препаратів, важливих для раку, і пропонують нові стратегії для збільшення або інгібування аутофагії".
Керол Мерсер
