Rakovina: Využívanie bunkového metabolizmu na boj proti tvrdohlavým nádorom
Lepšie pochopenie metabolizmu v nádorových bunkách, ktoré sa vyhýbajú liekom, by mohlo zlepšiť liečbu rakoviny, tvrdí nový výskum University of Cincinnati v Ohiu.
Niektoré nádory sa ťažko liečia, pretože zatiaľ čo spočiatku reagujú na rakovinové lieky, niektoré bunky sú schopné prežiť a naočkovať nové nádory.
Prežívajúce bunky to robia zvyšovaním procesu „samojedenia“, prostredníctvom ktorého eliminujú odpad, odstraňujú chybné komponenty a patogény a recyklujú základné molekulárne stavebné bloky.
Proces známy ako autofágia dodáva odpad do bunkových kompartmentov nazývaných lyzozómy. Obsahujú rôzne druhy enzýmov na trávenie a štiepenie rôznych materiálov.
Autofágia je tiež mechanizmom prežitia, ktorý sa zapne, keď je nedostatok živín, a znova sa vypne, keď je jej dostatok.
"Zistili sme, že bunkový metabolizmus významne ovplyvňuje schopnosť zahájiť autofágiu," hovorí vedúca vyšetrovateľka Carol Mercer, docentka v odbore hematológie a onkológie na univerzite v Cincinnati v Ohiu.
Ona a jej kolegovia referujú o svojich zisteniach, ktoré odhaľujú „dynamickú a metabolickú reguláciu autofágie“, v článku, ktorý je teraz publikovaný v časopise Správy buniek.
Kontrola autofágie
Dva typy autofágie na kontrolu enzýmov v bunkách: jedným je AMP-aktivovaná proteínkináza (AMPK) a druhým je cicavčí terč rapamycínu (mTOR).
Na liečbu niektorých druhov rakoviny sa už používajú lieky, ktoré spúšťajú AMPK alebo sa zameriavajú na mTOR, a ich použitie sa skúma aj pri iných druhoch liečby rakoviny.
Z týchto dôvodov, vysvetľuje Mercer, je „dôležité pochopiť, ako ovplyvňujú túto cestu prežitia nádorových buniek.“
Každá bunka obsahuje malé elektrárne nazývané mitochondrie, ktoré vytvárajú energiu pre bunky. Produkcia energie v mitochondriách prebieha v niekoľkých fázach, z ktorých každé zahŕňa proteínový komplex. V prvej fáze sa používa mitochondriálny komplex I.
U ľudí, ktorí majú nedostatok komplexu I, sa môže vyvinúť niekoľko zdravotných problémov, vrátane tých, ktoré majú vplyv na srdce, pečeň, mozog a nervy.
Mercer a jej kolegovia preukázali, že mitochondriálny komplex I hrá tiež kľúčovú úlohu pri spúšťaní a zvyšovaní autofágie a regulácii jej trvania.
Prevencia a podpora autofágie
Vedci zistili, že genetické poruchy v mitochondriálnom komplexe, ktoré bránim autofágii vyvolanej inhibítormi mTOR. Ukázali tiež, aký účinok mali dve antidiabetické lieky - fenformín a metformín.
Naopak, autofágiu bolo možné zvýšiť pomocou metód, „ktoré zvýšili mitochondriálny metabolizmus“, poznamenávajú autori.
Štúdia celkovo odhaľuje nové poznatky o dynamickej úlohe bunkového metabolizmu v autofágii a podľa Mercera navrhuje „nové terapeutické stratégie pre rakovinu, neurodegeneratívne a mitochondriálne ochorenia“.
Väčšina práce na odhalení toho, ako metabolizmus ovplyvňuje autofágiu a ako ju použiť na zvýšenie alebo zníženie procesu, sa uskutočnila pomocou kultivovaných buniek.
Nadväzuje na predchádzajúcu prácu jedného člena tímu, ktorý zistil, že hoci inhibícia mTOR môže liečiť rakovinu pečene, zvyšuje aj autofágiu.
„Naše údaje ukazujú dôležitosť metabolizmu pri regulácii autofágie, zvyšujú naše pochopenie klinicky relevantných liekov dôležitých pre rakovinu a navrhujú nové stratégie na zvýšenie alebo inhibíciu autofágie.“
Carol Mercer
