Komórki nowotworowe w stanie głodu: nowe badanie ujawnia zaskakującą współpracę!

Nowe badania sprawdzają, w jaki sposób komórki nowotworowe radzą sobie ze składnikami odżywczymi i w jaki sposób można uniemożliwić im otrzymanie terapii. Dwa ważne badania rzucają światło na mechanizmy, dzięki którym komórki nowotworowe przeżywają w obliczu niedoboru składników odżywczych.

Z badań przeprowadzonych przez amerykańskich i francuskich naukowców opublikowanych w czasopiśmie Nature wynika, że ​​komórki nowotworowe współpracują przy dystrybucji składników odżywczych, zwłaszcza aminokwasów. Poprzednie teorie zakładały, że komórki nowotworowe konkurują o składniki odżywcze, co skutkuje bardziej agresywnymi nowotworami. W nowym badaniu, kierowanym przez Carlosa Carmona-Fontaine z New York University, wykorzystano mikroskop robotyczny i specjalistyczne oprogramowanie do analizy obrazu do analizy wzrostu komórek nowotworowych w różnych warunkach.

Współpraca komórek nowotworowych

Wyniki badań pokazują, że komórki nowotworowe współpracują intensywniej, gdy brakuje aminokwasów, zwłaszcza glutaminy. Podczas gdy większe populacje komórek odnoszą korzyści z niedoboru aminokwasów, mniejsze grupy komórek są w niekorzystnej sytuacji. Komórki nowotworowe uwalniają enzymy, które rozkładają oligopeptydy, małe białka składające się z łańcuchów aminokwasów, na wolne aminokwasy. Ta współpraca tworzy wspólną pulę aminokwasów, która jest kluczowa dla przeżycia w mikrośrodowisku nowotworu. Zbadano także, czy hamowanie określonego enzymu lekiem bestatyna może zatrzymać rozwój nowotworu, co potwierdziły wyniki. Podejścia eksperymentalne, w których wyłączono gen enzymu za pomocą nożyczek genowych Crispr, również doprowadziły do ​​spowolnienia wzrostu guza u myszy, szczególnie w przypadku stosowania diety o ograniczonej zawartości białka.

Ponadto naukowcy z Niemieckiego Centrum Badań nad Rakiem (DKFZ) w Heidelbergu i Instytutu Badawczego Patologii Molekularnej (IMP) w Wiedniu ponownie zbadali mechanizmy przeżycia komórek nowotworowych. Odkryli, że w przypadku niedoboru składników odżywczych komórki nowotworowe mogą przestawić się na alternatywne źródła pożywienia, w szczególności rozkładając białka ze swojego środowiska. Za pomocą nożyczek genowych CRISPR-Cas9 badacze wyłączyli ekspresję prawie wszystkich genów, aby zidentyfikować komponenty genetyczne zaangażowane w ten proces przełączania.

Badanie ujawniło odkrycie wcześniej niescharakteryzowanego genu niezbędnego do przeżycia komórek nowotworowych, gdy pobierają one składniki odżywcze z białek zewnątrzkomórkowych. Gen ten koduje białko błonowe „LYSET” (czynnik transportu enzymów lizosomalnych), które odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu lizosomów. Lizosomy odpowiadają za trawienie białek w komórce. W przypadku braku preparatu LYSET komórki nowotworowe nie mają możliwości przejścia na alternatywne źródła składników odżywczych, co spowalnia rozwój nowotworu u zwierząt laboratoryjnych. Jak podano w czasopiśmie „Science”, znaczenie LYSET i szlaku metabolicznego mannozo-6-fosforanu może zapewnić przyszłe cele terapeutyczne w zwalczaniu metabolicznych wąskich gardeł w nowotworach.

Podsumowując, ostatnie badania pokazują, że lepsze zrozumienie wchłaniania składników odżywczych i interakcji między komórkami nowotworowymi może potencjalnie prowadzić do innowacyjnych podejść terapeutycznych. Wyniki badania współpracy składników odżywczych i czynników genetycznych mogą otworzyć nowe strategie walki z rakiem, zwłaszcza poprzez połączenie hamowania enzymów i ukierunkowanego dostosowania diety.