Голод - новый способ борьбы с раком

Рост рака легких можно остановить, если блокировать способность клеток опухоли переключаться на альтернативные источники питания

Рентгенограмма грудной клетки, демонстрирующая опухоль в легких. Фото с сайта wikimedia.org

Международный коллектив учёных, в составе которого сотрудник Университета ИТМО Алексей Сергушичев, выяснил, что рост рака лёгких можно остановить, если блокировать способность клеток опухоли переключаться на альтернативные источники питания, сообщается в поступившем в редакцию пресс-релизе. Открытие стало возможным благодаря выявлению механизма, который позволяет раковым клеткам менять свои предпочтения в питательных ресурсах. Результаты работы научного коллектива приведены в статье, опубликованной 15 октября в престижном журнале Molecular Cell. Статья была удостоена обложки журнала.

Рацион здоровых клеток организма и клеток, поражённых раком, сильно различается. Чрезвычайно быстрый рост раковых клеток вызывает возрастающую потребность в энергетических ресурсах, которая удовлетворяется поглощением глюкозы (сахара) в качестве основного источника питания. Потребление глюкозы раковыми клетками может в десятки и даже сотни раз превышать потребление этого вещества здоровыми клетками. Однако когда глюкозы становится недостаточно, раковые клетки вынуждены искать альтернативные источники питания, чтобы обеспечить свой рост и выживание.

Группа учёных из университета Макгилла в Монреале, университета Вашингтона в Сент-Луисе, Университета ИТМО и Бристольского университета исследовала, как клетки некоторых разновидностей рака, например рака лёгких, реагируют на недостаток глюкозы в среде. Для экспериментов учёные выбрали самый распространённый тип рака лёгких – немелкоклеточный рак лёгких, составляющий от 85 до 90% всех случаев заболевания раком лёгких. Исследователям удалось выяснить, что, когда глюкоза становится дефицитным продуктом, некоторые клетки рака способны менять свои пищевые предпочтения и переключаться с глюкозы на аминокислоту глутамин.

Оказалось, что использование глутамина в качестве питательного ресурса обусловлено тем, что клетки рака прибегают к использованию фермента под названием PEPCK. Фермент встраивается в метаболизм клеток, открывая тем самым доступ к получению энергетических ресурсов из глутамина. Так, клетки способны продолжать поддерживать свой рост даже при отсутствии основного питательного вещества. На основании этого наблюдения учёным удалось показать, что блокирование фермента PEPCK в раковых клетках способно замедлить рост опухоли в мышах.

«Понимание механизмов, используемых раковыми клетками для поддержания быстрого роста, ведёт к новым возможностям лечения этого заболевания. Прицельный удар по способности клеток адаптироваться к среде через PEPCK-связанные метаболические пути может оказаться эффективным способом лечения некоторых видов рака, в частности, одного из самых распространённых – немелкоклеточного рака лёгких», – считает Алексей Сергушичев, биоинформатик и аспирант кафедры компьютерных технологий Университета ИТМО.

Учёным также удалось доказать, что пораженные ткани пациентов содержат повышенную концентрацию PEPCK. «Тот факт, что уровень PEPCK возрастает в некоторых случаях заболевания раком лёгких, подсказывает, что фермент может играть роль и в раке лёгких у людей», – добавляет Рассел Джонс, профессор физиологии в Центре исследования рака имени Гудмана при университете Макгилла.

Результаты исследования подтверждают наличие в организме среды, в которой раковые клетки конкурируют за глюкозу и сохраняют способность к росту лишь при переключении на другие источники питания. «Наша работа показывает, что рак может использовать альтернативные источники питания в условиях стресса. Эта удивительная изворотливость – часть того, что делает рак таким смертоносным, но в то же время даёт надежду на нахождение новых способов борьбы с ним», – резюмирует Рассел Джонс.