Glikolizė yra pagrindinis metabolizmo kelias, kuriuo ląstelės gauna energiją iš cukraus. Ilgą laiką buvo manoma, kad vėžio ląstelės priklauso nuo energijos, gaunamos per glikolizę – reiškinį, žinomą kaip Warburgo efektas. Šiandien žinome, kad vėžio ląstelės gali naudoti energijos šaltinius lanksčiau, nei manyta anksčiau. Net kai glikolizė yra užblokuota, jie išgyvena gaudami energijos per kvėpavimo grandinę.
Dėl to Almut Schulze ir kolegų iš Vokietijos vėžio tyrimų centro (DKFZ) paskelbti rezultatai dar labiau stebina: kai mokslininkai blokavo fermentą aldolazę A, kuris katalizuoja svarbų glikolizės žingsnį, kepenų vėžio ląstelės patyrė „energijos stresą“ ir nustojo. jų padalinių veikla. Komanda tai įrodė tiek pelių kepenų vėžio ląstelėse, tiek keliose žmogaus vėžio ląstelių linijose.
Išvados paskelbtos žurnale Gamtos metabolizmas.
Tačiau kai tyrėjai blokavo ankstesnį glikolizės etapą, fermentą gliukozės-6-fosfato izomerazę, tai neturėjo jokios įtakos vėžio ląstelių augimui.
„Glikolitinis fermentas aldolazė yra būtinas kepenų vėžio ląstelėms, nors pats glikolitinis kelias yra akivaizdžiai nereikalingas”, – sako metabolizmo ekspertas Schulze, apibendrindamas išvadas.
Iš pirmo žvilgsnio rezultatas atrodo stebinantis, nes fermentų blokada abiem atvejais slopina cukraus skilimo kelią. Tačiau atidžiau pažvelgus į biocheminius glikolizės etapus, gaunamas aiškumas: medžiagų apykaitos kelias, apimantis daugybę reakcijų, yra padalintas į dvi dalis. Pirma, ląstelė turi investuoti energiją, kad sukurtų labai energingą tarpinį fruktozės bisfosfatą.
Energija spąstuose
Čia atsiranda aldolazė A. Jei ji išjungta, fruktozės bisfosfatas kaupiasi ląstelėje, o joje surišta energija lieka nepanaudota, įstrigusi tokia, kokia yra. Ląstelė negali gauti energijos naudos iš veiksmų, kurie paprastai būtų atliekami. Glikolizė iš energiją gaminančio proceso tapo energiją vartojančiu procesu. Be to, energijos trūkumas dar labiau skatina fruktozės bisfosfato gamybą, todėl susidaro užburtas ratas.
Anksčiau ar vėliau tai lemia, kad energijos suvartojimas viršija energijos gamybą. Kepenų vėžio ląstelėse tai sukelia didžiulį energijos trūkumą, sustabdomas ląstelių ciklas ir slopinamas naviko augimas. Grupė taip pat įrodė tai su kepenų vėžiu sergančiomis pelėmis: jei gyvūnų aldolazė A buvo genetiškai išjungta, vėžio augimas sumažėjo ir pelės išgyveno žymiai ilgiau.
„Išjungę Aldolazę A, galime įveikti vėžinių ląstelių metabolinį plastiškumą. Ne tik blokuojame energijos gamybą glikolizės būdu, bet ir neleidžiame ląstelei pereiti prie kitų medžiagų apykaitos kelių, nes energija sulaikoma fruktozės bisfosfate. Tikslinis slopinimas Todėl aldolazės A naudojimas gali būti daug žadanti strategija kovojant su vėžinėmis ląstelėmis“, – sako Marteinn Snaebjornsson iš DKFZ, pirmasis tyrimo autorius. leidinį.
Tačiau vienintelis šiuo metu turimas aldolazės A inhibitorius iki šiol buvo išbandytas tik eksperimentiškai ir nėra patvirtintas kaip vaistas. Heidelbergo komanda dabar tiria medžiagos potencialą vėžio terapijoje.
Svarbu pažymėti, kad net ir nedidelio aldolazės A aktyvumo sumažėjimo gali pakakti vėžinėms ląstelėms patekti į energijos spąstus.
„Normalios ląstelės turėtų tai toleruoti, nes jos paima mažesnį gliukozės kiekį ir gamina mažiau energijos turintį fruktozės bisfosfatą. Todėl Warburgo efektas yra silpnoji vėžio ląstelių vieta, dėl kurios jos tampa jautresnės aldolazės A blokadai”, – sako Schulze. kuris vadovavo tyrimui.
Rezultatai rodo, kaip gilesnis naviko metabolizmo supratimas gali sudaryti sąlygas naujoviškiems vėžio gydymo metodams. Šios išvados gali atverti kelią naujoms, labai specifinėms terapijoms, kurios nukreiptos į vėžio metabolizmo silpnybes, kartu tausojant sveikas ląsteles.