Komórki rakowe mają żarłoczny apetyt. I są pewne składniki odżywcze, bez których nie mogą żyć. Naukowcy od dawna mają nadzieję, że mogą zatrzymać rozwój guzów poprzez odcięcie niezbędnej części diety komórek rakowych. Jednak te komórki są przebiegłe i często znajdują nowy sposób na zdobycie tego, czego potrzebują. Jak? Poprzez przeprogramowanie swojego metabolizmu i przejście na zapasowe zapasy żywności.

Teraz profesor pomocniczy Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) Michael Lukey znalazł sposób na pozbawienie komórek rakowych zarówno niezbędnego składnika odżywczego, jak i zapasowego. W eksperymentach laboratoryjnych z komórkami raka piersi, modelami tkanek pochodzących od pacjentów i myszami ta strategia zabijała komórki raka piersi i zmniejszała guzy.

Jak to działa? Wróćmy do metabolizmu raka. Agresywne komórki rakowe chciwie konsumują aminokwas zwany glutaminą. Używają tego ważnego składnika odżywczego do generowania energii i materiałów potrzebnych do wzrostu i replikacji.

Poprzednie badania wykazały, że pozbawianie komórek rakowych glutaminy lub zapobieganie jej przekształcaniu w metabolity może zatrzymać wzrost komórek w laboratorium. Jednak w ostatnich badaniach klinicznych pacjentki z rakiem piersi nie odniosły korzyści z leku przyjmującego takie podejście. Sugeruje to, że komórki raka piersi mogą się przystosować i znaleźć sposób na życie bez glutaminy.

Lukey i postdoc Yijian Qiu zobaczyli to samo w swoim laboratorium. Zauważyli, że komórki raka piersi dostosowują się do głodu glutaminy, włączając ścieżkę, która generuje krytyczny metabolit zwany alfa-ketoglutaranem, normalnie pochodzący z glutaminy. Umożliwia to komórkom rakowym kontynuowanie produkcji energii i materiałów budowlanych, które w przeciwnym razie otrzymywałyby z glutaminy. To był moment olśnienia dla laboratorium Lukeya. Wspomina:

„To dało nam do myślenia, czy moglibyśmy wykorzystać to w terapii nowotworowej? Czy moglibyśmy celować w metabolizm glutaminy? Wiemy, że komórki się do tego dostosowują. Czy moglibyśmy zatem jednocześnie celować w ich odpowiedź adaptacyjną, hamując szlak?”

Podejście to było skuteczne, zabijając komórki raka piersi w naczyniach laboratoryjnych i skutecznie lecząc guzy u myszy. Zespół Lukey’a zauważył, że guzy przestały rosnąć, a nawet zmniejszyły się dzięki leczeniu skojarzonemu. Zwierzęta pozostały zdrowe.

Inhibitory obu szlaków metabolicznych są obecnie przedmiotem dalszych badań. Lukey zauważa, że ​​szlaki te mogą być szczególnie ważne w przypadku przerzutów raka piersi do różnych tkanek, w tym takich, które są bardzo trudne do leczenia. Wyjaśnia:

„Szczególnie w przypadku przerzutów do mózgu nie ma skutecznej terapii”.

Lukey ma nadzieję, że terapia łączona jego laboratorium może ostatecznie poprawić skuteczność inhibitorów metabolizmu glutaminy w klinice. Może to oznaczać skuteczne nowe metody leczenia ukierunkowane na uzależnienia metaboliczne raka.

Napisane przez:Jennifer Michalowski, Pisarz naukowy | publicaffairs@cshl.edu | 516-367-8455

Finansowanie

Narodowe Instytuty Zdrowia, Departament Obrony Program Badań nad Rakiem Piersi, METAvivor, Fundacja Elsy U. Pardee

Cytat

Qiu, Y., i in.., „Unikalne właściwości katalityczne PSAT1 pośredniczą w adaptacji metabolicznej do blokady glutaminy”, Metabolizm natury27 sierpnia 2024 r. DOI: 10.1038/s42255-024-01104-w