Ученые раскрыли важную информацию о том, как эффект Варбурга вызывает дедифференцировку раковых клеток посредством эпигенетического перепрограммирования. Это открытие потенциально открывает новые возможности для лечения рака, нацеленного на клеточный метаболизм.
Спустя столетие после того, как Отто Варбург (Otto Warburg) впервые описал феномен, при котором раковые клетки подвергаются гликолизу вместо дыхания кислородом (даже в средах, богатых кислородом), так называемый эффект Варбурга продолжает оставаться фундаментальным элементом в понимании метаболизма рака и ключевым фактором в обнаружении опухоли с помощью ПЭТ.
Теперь исследователи раскрыли новые подробности о том, как этот эффект существенно влияет на поведение раковых клеток и результаты лечения.
Научная статья, опубликованная в журнале Cancer Biology & Medicine, продемонстрировала, как эффект Варбурга — состояние, при котором раковые клетки предпочитают гликолиз кислородному дыханию даже при наличии достаточного количества кислорода, — критически связан с прогрессированием рака. Это исследование показывает, что эффект Варбурга представляет собой митохондриальную дисфункцию, которая, в свою очередь, запускает метаболическое перепрограммирование внутри раковых клеток.
Последние научные достижения показали, что когда митохондрии повреждены, они не могут нормально функционировать, что запускает цепочку метаболического перепрограммирования внутри клеток. Это перепрограммирование — это не просто сдвиг в производстве энергии, но оно существенно влияет на эпигенетический ландшафт клеток.
Эти эпигенетические изменения приводят к дедифференцировке, при которой специализированные зрелые клетки возвращаются в менее специализированное, стеблеподобное состояние. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку он позволяет раковым клеткам быстро размножаться и сопротивляться традиционным методам лечения, что приводит к агрессивному росту опухоли и увеличению злокачественности.
Более того, недавние исследования показали, как мутации накапливаются в митохондриальной ДНК по мере старения клеток, усугубляя митохондриальную дисфункцию. Это накопление напрямую связано с метаболическими сдвигами, которые способствуют раковому фенотипу.
Объединив эти точки, обзор предлагает четкий путь, показывающий, как митохондриальная дисфункция из-за эффекта Варбурга приводит к изменениям в экспрессии генов и поведении клеток посредством эпигенетических механизмов.
Доктор Цзянбинь Е (Jiangbin Ye), ведущий исследователь и научный сотрудник Стэнфордского университета (Stanford University), заключает: «Наше исследование знаменует собой значительный прорыв в понимании роли эффекта Варбурга в прогрессировании рака. Связав метаболические изменения с эпигенетическими модификациями, мы теперь можем правильно нацелить эти пути и обратить вспять дедифференцировку раковых клеток».
Новое исследование не только пересматривает и обосновывает теории Отто Варбурга, но и открывает новые захватывающие возможности в борьбе с раком, сочетая метаболические манипуляции с традиционными методами лечения, чтобы значительно улучшить результаты лечения пациентов.
Литература:
Haowen Jiang et al, The Warburg effect drives dedifferentiation through epigenetic reprogramming, Cancer Biology & Medicine (2024). DOI: 10.20892/j.issn.2095-3941.2023.0467
Руководитель Отдела организации клинических исследований, врач-онколог, уролог в АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
