Как отключить источники энергии раковых клеток

Найдена естественная молекула, которая «отключает» источники энергии раковых клеток

Так называемый «эффект Варбурга» описывает явление, в котором раковые клетки яростно потребляют глюкозу для производства энергии—этот факт ученые давно знают, но могли использовать это явление для приостановки роста опухоли.
Исследователи из Института Дьюка не только распутали систему реакций, которые раковые клетки используют для углеводного обмена, но также выявили природное соединение, которое по всей видимости, может избирательно отключать эту систему.
"Эффект Варбурга» был известен на протяжении десятилетий, но механизмы не были вполне понятны", - говорит Джейсон Locasale, доцент кафедры фармакологии и биологии рака в университете Дьюка и ведущий автор исследования, опубликованного 14 сентябре в журнале Cell Metabolism . 
Авторы изучали раковые клетки, чтобы определить, как именно их метаболизм меняется так резко, по сравнению с нормальными клетками, которые используют кислород для расщепления сахара. Вместо этого раковые клетки используют ферментацию, которая менее эффективна с точки зрения производства энергии, и поэтому использует больше сахара.
Исследователи обнаружили конкретные точки, где метаболизм углеводов контролируется по-разному в раковых клетках, и они размещаются на поверхности энзима, определенного как GAPDH, который контролирует скорость, с которой глюкоза перерабатывается в раковых клетках.
Эффект Варбурга сильно проявляется во многих раковых опухолях, в других он отсутствует или проявляется слабее. Измерив фермент GAPDH, команде из Дьюка удалось разработать прогностическую модель. Где эффект Варбурга сильнее, там опухоли потенциально могут быть уязвимы к таргетной терапии, которая ориентирована на процесс.
"Мы видели на примере генетики, что лекарство может быть нацелено на наличие определенных мутаций, и вполне может быть, лекарства могут быть также созданы на основе их метаболизма".
Вооружившись своими находками, исследователи исследовали литературу, чтобы найти какие-либо известные соединения, которые могли бы блокировать фермент GAPDH. Одна молекула называется конингиновая кислота, или КА, как показалось, она имеет потенциал. Молекула была открыта 30 лет назад в ходе поиска лекарств, которые понижают холестерин. Этот поиск привел к изобретению статинов, и КА была позабыта.
Молекулы производятся грибами, питающимися сахаром, которые колонизируют среды, богатые сахаром, такие как сладкий картофель. Гриб производит KA для того, чтобы нейтрализовать бактерии, которые могли попытаться украсть его источник сахара. Подозревая, что КА может быть естественной молекулой, которая нацелена на организмы или системы, участвующие в ускоренном обмене глюкозы, исследователи протестировали молекулу в раковых клетках и на мышиных моделях.
Они обнаружили, что КА действительно избирательно ингибирует фермент GAPDH, сдерживая потребление глюкозы в опухолях, подвергающихся эффекту Варбурга, и не затрагивая нормальные клетки.
Выводы заслуживают дальнейшего изучения, в частности, чтобы определить, могут ли эффекты КА быть воспроизведены в дополнительных исследованиях и могут ли другие молекулы, подобные этим соединениям, работать по тому же энергетическому пути.
"Эти результаты не только показывают, что эффективность КА связана с количественной оценкой эффекта Варбурга, но и обеспечивают терапевтическое окно". Это может обеспечить другой способ атаковать рак, помимо генетического состава опухоли. Это обнадеживает."

 Computer model reveals cancer's energy source
Journal reference: Cell Metabolism    
Provided by: Duke University Medical Center