Научен екип от институт „Sloan Kettering”, воден от професорът. по имунология д-р Минг Ли успя да намери отговор на мистерията за раковия метаболизъм.

 

През 2021 г. се навършват сто години от откритието, че раковите клетки обработват глюкозата по нетипичен начин, за да си набавят енергия. Откритието през 1921 г. е направено от Ото Варбург, откъдето идва и името на „феномена“ – ефект на Варбург.


 

Вместо да обработват глюкозата в дихателните вериги на митохондриите, при биологичното окисление, раковите клетки използват процеса на ферментация (гликолиза).

 

През годините се правят различни хипотези за причината – някои смятат, че раковите клетки имат дефектни митохондрии. Уви, досега не е намерена вярна хипотеза.

 

Новото откритие се базира на връзката между Варбург-метаболизма и активността на клетъчен ензим, наречен PI3-киназа.

 

Ензимът е основополагащ в клетъчния метаболизъм. Повечето енергозависими клетъчни процеси, включително клетъчното делене, се случват след като киназата „подаде сигнал“.

 

Когато клетките преминат към метаболизма, наблюдаван от Варбург, активността на PI3-киназата се увеличава, следователно нараства и клетъчното размножаване.

 

Опитите са направени върху имунни клетки, които също разчитат на специфичния метаболизъм на глюкозата. Когато Т-лимфоцити регистрират наличие на болестотворен агент в организма, те преминават от окисление на глюкозата към ферментация, увеличават своя брой и ефективно се борят с патогена.

 

Ключов ензим в прехода между двата вида обработка на глюкозата е лактат дехидрогеназа А (ЛДХА), която се получава след сигнал от PI3-киназата.

 

При превключване към варбургския метаболизъм глюкозата бива ненапълно разградена и в цитоплазмата на клетката бързо се натрупва АТФ (в-во, което съхранява енергия).

 

В лабораторни модели учените наблюдават неефективен имунен отговор при липса на ЛДХА.

 

„Сигналите на растежните фактори управляват метаболизма, а метаболизмът отговаря за клетъчната пролиферация и растеж.“ споделя авторът на проучването. Именно затова начинът, по който ЛДХА влияе върху клетката посредством PI3-киназата прави впечатление на учените.

 

За да изпълнява функцията си PI3-киназата също се нуждае от АТФ (енергия). Тъй като АТФ е основният резултат от варбургския метаболизъм, се получава цикъл, който стимулира ензимната дейност, следователно и клетъчното делене. Това е и причината за превключването при имунните клетки.

 

Въпреки направеното откритие върху имунни клетки, механизмът е същият и при раковите клетки.

 

PI3-киназата е изключително важен за раковите клетки ензим. Неговата активност е много висока в тях, споделят учените.

 

Резултатите предлагат нов подход в терапията на раковите заболявания – блокиране на ензимното действие на ЛДХА.

 

Източници:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210121185405.htm

https://science.sciencemag.org/content/371/6527/405