Rakovina: Využití buněčného metabolismu k boji proti tvrdohlavým nádorům
Lepší porozumění metabolismu v nádorových buňkách, které se vyhýbají lékům, by podle nového výzkumu z University of Cincinnati v Ohiu mohlo zlepšit léčbu rakoviny.
Některé nádory se obtížně léčí, protože zatímco nejprve reagují na léky proti rakovině, některé buňky jsou schopné přežít a nasazovat nové nádory.
Přežívající buňky to dělají tím, že zvyšují „samožravý“ proces, při kterém eliminují odpad, odstraňují vadné komponenty a patogeny a recyklují základní molekulární stavební bloky.
Proces, známý jako autofagie, dodává odpad do buněčných oddílů nazývaných lysozomy. Obsahují různé typy enzymů pro trávení a štěpení různých materiálů.
Autofagie je také mechanismem přežití, který se zapíná, když je nedostatek živin, a znovu se vypíná, když je živin dostatek.
"Zjistili jsme, že buněčný metabolismus významně ovlivňuje schopnost zahájit autofagii," říká vedoucí výzkumná pracovnice Carol Mercer, docentka v divizi hematologie a onkologie na univerzitě v Cincinnati v Ohiu.
Ona a její kolegové referují o svých zjištěních - která odhalují „dynamickou a metabolickou regulaci autofagie“ - v článku, který je nyní publikován v časopise Zprávy buněk.
Kontrola autofagie
Dva typy autofagie pro kontrolu enzymů v buňkách: jeden je AMP-aktivovaná protein kináza (AMPK) a druhý je savčí cíl rapamycinu (mTOR).
Léčba některých druhů rakoviny již používá léky, které spouští AMPK nebo cílí na mTOR, a také se zkoumají pro použití v jiné léčbě rakoviny.
Z těchto důvodů, vysvětluje Mercer, je „důležité pochopit, jak ovlivňují tuto cestu přežití nádorových buněk.“
Každá buňka obsahuje malé elektrárny zvané mitochondrie, které buňkám dodávají energii. Produkce energie v mitochondriích probíhá v několika fázích, z nichž každá zahrnuje proteinový komplex. V první fázi se používá mitochondriální komplex I.
U lidí, kteří mají nedostatek komplexu I, se může vyvinout několik zdravotních problémů, včetně těch, které ovlivňují srdce, játra, mozek a nervy.
Mercer a její kolegové prokázali, že mitochondriální komplex I také hraje klíčovou roli při spouštění a zvyšování autofagie a regulaci jejího trvání.
Předcházení a podpora autofagie
Vědci zjistili, že genetické poruchy v mitochondriálním komplexu zabraňují autofagii vyvolané inhibitory mTOR. Ukázali také, jak dvě antidiabetika - fenformin a metformin - měla stejný účinek.
Naopak bylo možné zvýšit autofagii pomocí metod „které zvýšily mitochondriální metabolismus“, poznamenávají autoři.
Studie celkově odhaluje nové poznatky o dynamické roli buněčného metabolismu v autofagii a podle Mercera navrhuje „nové terapeutické strategie pro rakovinu, neurodegenerativní a mitochondriální onemocnění“.
Většina práce na zjištění, jak metabolismus ovlivňuje autofagii a jak ji použít ke zvýšení nebo snížení procesu, byla provedena pomocí kultivovaných buněk.
Navazuje na dřívější práci jednoho člena týmu, který zjistil, že zatímco inhibice mTOR může léčit rakovinu jater, zvyšuje také autofagii.
"Naše data ukazují důležitost metabolismu v regulaci autofagie, zvyšují naše porozumění klinicky relevantním lékům, které jsou důležité pro rakovinu, a navrhují nové strategie pro zvýšení nebo inhibici autofagie."
Carol Mercer
