В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Metabolism, ученые из Колумбийского университета (Columbia University) раскрывают причины, по которым раковые клетки зачастую вынуждены полагаться на импорт жира, и это открытие поможет понять и разработать новые способы замедления роста опухоли.
Кислород и раковые клетки
Кислород наиболее известен своей ролью в производстве энергии в организме; вот почему, когда мы тренируемся, мы начинаем дышать сильнее. Поскольку многие раковые клетки живут в обедненной кислородом среде, предполагается, что их рост ограничен энергией. Но у кислорода есть и менее известная роль: он обеспечивает окислительную способность для химических реакций, управляющих синтезом биомолекул, необходимых для построения новых клеток. Многие реакции биосинтеза требуют кофактора, называемого НАД+, и при недостатке кислорода клетки не могут регенерировать стимулирующий рост НАД+, и их ключевые синтетические реакции останавливаются.
Как раковые клетки используют кислород?
Результаты исследования показывают, что гипоксические раковые клетки обычно выделяют больше энергии, чем им нужно для роста. Когда исследователи снабжали раковые клетки дополнительными питательными веществами для выработки энергии, клетки не реагировали. Вместо этого, когда использовались различные методы, чтобы прочистить пути биосинтеза, ингибированные недостатком кислорода, раковые клетки резко увеличили пролиферацию.
Исследователи обнаружили, что, хотя различные пути биосинтеза чувствительны к наличию кислорода, синтез жиров был одним из наиболее затронутых. Молекулы жира используются для создания мембран новых клеток, и синтез жира особенно сложен для раковых клеток, которым необходимо синтезировать новые мембраны для своего роста. Без доступа кислорода клетки не могут адекватно обеспечивать пути синтеза жира. Результаты эксперимента показали, что до 30% кислорода используются раковыми клетками не для выработки энергии, а для синтеза жиров.
В результате воздействия кислорода на биосинтез раковые клетки, растущие в среде с ограниченным содержанием кислорода, сильно зависят от импорта жиров из окружающей среды. Это создает критическую уязвимость для раковых клеток, так что сокращение поступления импортируемых жиров может замедлить или остановить рост рака.
Практическая значимость работы
В настоящее время ученые пытаются определить рецепторы, которые раковые клетки используют для импорта жиров в различные опухоли, и на какие рецепторы могут воздействовать лекарственные вещества. Исследование также предполагает, что изменение состава жиров в рационе может играть жизненно важную роль во влиянии на рост рака.
Авторы другого исследования утверждают, что возрастные изменения легких могут активировать спящие раковые клетки меланомы.
Руководитель Отдела организации клинических исследований, врач-онколог, уролог в АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
