Rak: Uporaba celične presnove za boj proti trdovratnim tumorjem
Glede na nove raziskave Univerze v Cincinnatiju v Ohiu bi lahko boljše razumevanje metabolizma v tumorskih celicah, ki se izogibajo drogam, izboljšalo zdravljenje raka.
Nekatere tumorje je težko zdraviti, ker se sprva odzovejo na zdravila proti raku, nekatere celice lahko preživijo in zasejejo nove tumorje.
Preživele celice to storijo tako, da povečajo postopek "samojedenja", s katerim odstranjujejo odpadke, odstranjujejo napačne sestavine in patogene ter reciklirajo bistvene molekularne gradnike.
Postopek, znan kot avtofagija, odvaja odpadke v celične oddelke, imenovane lizosomi. Vsebujejo različne vrste encimov za prebavo in razgradnjo različnih materialov.
Avtofagija je tudi mehanizem preživetja, ki se vklopi, ko je hranilnih snovi malo in se izklopi, kadar je hranilnih snovi v izobilju.
"Ugotovili smo, da celični metabolizem pomembno vpliva na sposobnost začetka avtofagije," pravi vodja preiskave Carol Mercer, izredna profesorica na oddelku za hematologijo in onkologijo na univerzi v Cincinnatiju v Ohiu.
S svojimi sodelavci poroča o svojih ugotovitvah, ki razkrivajo "dinamično in presnovno regulacijo avtofagije", v prispevku, ki je zdaj objavljen v reviji Poročila o celicah.
Nadzor avtofagije
Dve vrsti avtofagije za nadzor encimov v celicah: ena je AMP-aktivirana protein kinaza (AMPK), druga pa tarča rapamicina (mTOR) pri sesalcih.
Pri zdravljenju nekaterih vrst raka že uporabljajo zdravila, ki sprožijo AMPK ali ciljajo na mTOR, preučujejo pa jih tudi za uporabo pri drugih zdravljenjih raka.
Iz teh razlogov, pojasnjuje Mercer, je "pomembno razumeti, kako vplivajo na to pot preživetja tumorskih celic."
Vsaka celica vsebuje majhne elektrarne, imenovane mitohondriji, ki celicam dajejo energijo. Proizvodnja energije v mitohondrijih poteka v več fazah, pri čemer vsaka vključuje beljakovinski kompleks. V prvi fazi se uporablja tista, imenovana mitohondrijski kompleks I.
Ljudje, ki jim primanjkuje kompleksa I, lahko razvijejo več zdravstvenih težav, vključno s takšnimi, ki vplivajo na srce, jetra, možgane in živce.
Mercer in njeni sodelavci so pokazali, da ima mitohondrijski kompleks I tudi ključno vlogo pri sprožanju in povečevanju avtofagije ter uravnavanju njenega trajanja.
Preprečevanje in spodbujanje avtofagije
Znanstveniki so ugotovili, da genetske napake v mitohondrijskem kompleksu I preprečujejo avtofagijo, ki jo sprožijo zaviralci mTOR. Pokazali so tudi, kako sta dve antidiabetiki - fenformin in metformin - imeli enak učinek.
Nasprotno pa je bilo mogoče povečati avtofagijo z uporabo metod, "ki so povečale metabolizem mitohondrijev", ugotavljajo avtorji.
Na splošno študija razkriva nov vpogled v dinamično vlogo celičnega metabolizma pri avtofagiji in po Mercerjevih besedah predlaga "nove terapevtske strategije za raka, nevrodegenerativne in mitohondrijske bolezni."
Večino dela, da bi odkrili, kako presnova vpliva na avtofagijo in kako jo uporabiti za povečanje ali zmanjšanje postopka, smo opravili z gojenimi celicami.
Nadgrajuje prejšnje delo enega člana ekipe, ki je odkril, da lahko z zaviranjem mTOR-ja zdravi raka na jetrih, poveča pa tudi avtofagijo.
"Naši podatki dokazujejo pomen presnove pri uravnavanju avtofagije, povečujejo naše razumevanje klinično pomembnih zdravil, pomembnih za raka, in predlagajo nove strategije za povečanje ali zaviranje avtofagije."
Carol Mercer
