Rakovinové buňky jsou slabší, když jsou kyselější
Rakovinové buňky fungují méně dobře a jsou méně schopné se množit, když je jejich vnitřní prostředí kyselější.
K tomuto závěru dospěli vědci ve Spojených státech a Španělsku poté, co použili počítačový model ke studiu podmínek, které ovlivňují metabolické dráhy v rakovinných buňkách.
Model ukázal, že rakovinové buňky potřebují pro správné fungování metabolismu vnitřní prostředí, které je zásaditější než prostředí zdravých buněk.
Pomohlo také identifikovat některé enzymy, které podporují rakovinu v alkaličtějším prostředí.
Zjištění by mohla vést k novým lékům proti rakovině, které se zaměřují na tyto molekuly, podle článku, který je nyní publikován v časopise Příroda komunikace.
„Tato práce je stále velmi akademická,“ vysvětluje spoluautor studie Miquel Duran-Frigola, výpočetní chemik z Institutu pro výzkum v biomedicíně ve španělské Barceloně, „ale věříme, že některé z identifikovaných cílů jsou připraveny k testování v zvířata, což nám umožňuje přejít do pokročilejších předklinických stadií. “
Systémová biologie
Studie je příkladem typu výzkumu probíhajícího v oblasti biologie systémů, který pomocí komplexních počítačových modelů a velkých dat pomáhá pochopit „organizační principy života“.
Vědci spojili velké množství biochemických a genetických dat, aby vyvinuli molekulární model metabolismu rakovinných buněk.
Použili tento model k prozkoumání reakce „téměř 2 000 metabolických enzymů“ na změny vnitřního pH buňky.
Stupnice pH je měřítkem kyselosti. Kyselé prostředí má nízké pH a zásadité nebo zásadité prostředí má vysoké pH. PH 7 je neutrální - není ani kyselé, ani zásadité.
Zdravé buňky mají mírně zásadité vnitřní prostředí s pH kolem 7,2. Rakovinné buňky jsou zásaditější a mají vnitřní pH vyšší než 7,2.
„Rekonstrukcí a integrací enzymatických profilů aktivity závislých na pH do buněčných specifických metabolických modelů genomového měřítka,“ poznamenávají autoři, „vyvíjíme výpočetní metodiku, která zkoumá, jak může intracelulární pH [...] modulovat metabolismus.“
Slibné výsledky
Pomocí počítačového modelu tým ukázal, že když jeho vnitřnosti zůstávají ve zvýhodněné zóně alkalického pH, rakovinová buňka je schopna se množit. Tento stav také upřednostňuje další funkce, na které buňka spoléhá, jako je „glykolýza a adaptace na hypoxii“.
Ale nižší, kyselější pH v rakovinné buňce „zakazuje tyto adaptace a ohrožuje růst nádorových buněk,“ poznamenávají autoři.
Tým také použil model k identifikaci metabolických cílů, které vykazovaly „předpokládané zesílené protirakovinné účinky“, když se vnitřní prostředí rakovinných buněk stalo kyselějším.
Některé z cílů již ukázaly slibné výsledky v testech využívajících skutečné buňky rakoviny prsu.
"Pochopení vazby mezi metabolickými cestami, které fungují lépe při různých hodnotách pH, nám může poskytnout představu o mechanismech používaných rakovinou k přežití při základním pH."
Miquel Duran-Frigola
