Рак: Използване на клетъчния метаболизъм за борба с упорити тумори
По-доброто разбиране на метаболизма в туморните клетки, които избягват лекарствата, може да подобри лечението на рака, според ново изследване от университета в Синсинати в Охайо.
Някои тумори са трудни за лечение, защото докато в началото те реагират на лекарства за рак, някои клетки са в състояние да оцелеят и да зароди нови тумори.
Оцелелите клетки правят това чрез увеличаване на процеса на „самоизяждане”, чрез който елиминират отпадъците, премахват дефектните компоненти и патогени и рециклират основни молекулни градивни елементи.
Процесът, известен като автофагия, доставя отпадъците в клетъчните отделения, наречени лизозоми. Те съдържат различни видове ензими за смилане и разграждане на различните материали.
Автофагията също е механизъм за оцеляване, който се включва, когато хранителните вещества са оскъдни и се изключва отново, когато хранителните вещества са в изобилие.
„Открихме, че метаболизмът на клетките значително влияе върху способността да започне автофагия“, казва водещият изследовател Карол Мърсър, доцент в катедрата по хематология и онкология в Университета в Синсинати, Охайо.
Тя и нейните колеги докладват своите открития - които разкриват „динамичната и метаболитна регулация на автофагията“ - в статия, която сега е публикувана в списанието Клетъчни отчети.
Контрол на автофагията
Два типа ензомен контрол на автофагията в клетките: единият е AMP-активирана протеин киназа (AMPK), а другият е цел на рапамицин при бозайници (mTOR).
Леченията за някои видове рак вече използват лекарства, които предизвикват AMPK или насочват mTOR, и те също се изследват за използване при други лечения на рак.
Поради тези причини, обяснява Мърсър, е „важно да се разбере как те влияят на този път на оцеляване на туморните клетки“.
Всяка клетка съдържа малки силови станции, наречени митохондрии, които правят енергия за клетките. Производството на енергия в митохондриите протича на няколко етапа, като всеки включва протеинов комплекс. Първият етап използва такъв, наречен митохондриален комплекс I.
Хората, които имат дефицит на комплекс I, могат да развият няколко здравословни проблема, включително такива, които засягат сърцето, черния дроб, мозъка и нервите.
Мърсър и нейните колеги демонстрираха, че митохондриалният комплекс I също играе ключова роля в задействането и увеличаването на автофагията и регулирането на нейната продължителност.
Предотвратяване и насърчаване на автофагия
Учените установили, че генетичните дефекти в митохондриалния комплекс I предотвратяват автофагия, предизвикана от mTOR инхибитори. Те също така показаха как две антидиабетни лекарства - фенформин и метформин - имат същия ефект.
И обратно, беше възможно да се увеличи автофагията, като се използват методи, „които повишават метаболизма на митохондриите“, отбелязват авторите.
Като цяло проучването разкрива нови прозрения за динамичната роля на клетъчния метаболизъм в автофагията и предлага, според Мърсър, „нови терапевтични стратегии за рак, невродегенеративни и митохондриални заболявания“.
По-голямата част от работата за откриване на това как метаболизмът влияе на автофагията и как да се използва за увеличаване или намаляване на процеса е извършена с помощта на култивирани клетки.
Той се основава на по-ранната работа на един от членовете на екипа, който е открил, че докато инхибира mTOR може да лекува рак на черния дроб, той също така увеличава автофагията.
„Нашите данни демонстрират значението на метаболизма в регулирането на автофагията, увеличават нашето разбиране за клинично значимите лекарства, които са важни за рака, и предлагат нови стратегии за увеличаване или инхибиране на автофагията.“
Карол Мърсър
