Туморните клетки използват като гориво мастна киселина, а не глюкоза; метаболитната адаптация дава представа за нова платформа за лечение на метастази

Разпространението на рака в нова част от тялото представлява около 90% от смъртността от рак. Раковите клетки могат да се разпространят от родното му място до други части на тялото чрез кръвоносни съдове (метастази в кръвта) или лимфна система (метастази в LN). Чрез нахлуване в околните лимфни съдове, раковите клетки мигрират към съседни лимфни възли и се превръщат в колонизиран тумор, водещ до други органи. Ако те се адаптират и растат в лимфните възли, раковите клетки могат лесно да достигнат други органи, което води до по-лоши перспективи за оцеляване на пациента. Медицинският онколог д-р Choong-kun Lee, раковият биолог д-р Gou Young Koh и техните колеги в Центъра за съдови изследвания към Института за фундаментални науки (IBS) и Корейския напреднал институт за наука и технологии (KAIST) в Daejeon, South Корея разкри механизъм за потискане на растежа и разпространението на раковите клетки в лимфните възли, предотвратявайки всеки шанс за тях да нахлуят в нови територии на тялото.

лимфните

Лимфните възли са малки структури, които съдържат имунни клетки за борба с вредни вещества като рак. Въпреки основния механизъм на имунитета, раковите клетки могат да се адаптират и да растат в лимфните възли. Това състояние на метастази в лимфните възли е от решаващо значение при стадирането и прогнозата на рака. Изследователите на IBS предположиха, че мигриралите ракови клетки трябва да имат алтернативен механизъм, за да оцелеят и да растат в лимфните възли, което е различно от мястото, където те започват.

Изследователите са използвали животински модели с меланом и рак на гърдата, които се считат за най-вероятно да се разпространят първо в лимфните възли. С сравнението на раковите клетки, отглеждани в лимфни възли, с тези, отглеждани в първична зона, изследователите установиха, че метастатичните ракови клетки в лимфните възли повишават експресията на гените, свързани с мастните киселини, разградени, за да произведат енергия, известна като окисление на мастните киселини (FAO ). Междувременно растящите клетки, растящи на първично място, насърчават експресията на гените, участващи в глюкозата, използвана като енергиен източник (което е добре известно като ефект "Warburg".) Освен това те също така откриха, че за разлика от други органи, лимфата възлите са богати на разнообразни липиди. Д-р Лий казва: "Тези неочаквани резултати ми дадоха силна увереност, че метастатичните туморни клетки в лимфните възли предпочитано използват мастни киселини, а не глюкоза като източник на гориво в богатата на липиди микросреда на лимфните възли." Той потвърждава констатациите с почти пълното потискане на метастази в лимфните възли чрез лечение на клинично тестван инхибитор на окисляването на мастни киселини върху меланом или мишки, носещи рак на гърдата.

Изследователите се чудеха какъв е вътреклетъчният сигнал, отговорен за задействането на такава метаболитна адаптация за метастатичните туморни клетки да използват мастна киселина като гориво. Използвайки обширен скрининг и анализи, те идентифицират "да-асоцииран протеин (YAP)" е ключов двигател за стимулиране на окисляването на мастни киселини в метастатичните туморни клетки в лимфните възли. Д-р Кох казва: "Имахме късмет да открием връзка между тази необичайна метаболитна адаптация и активирането на YAP в метастатичните ракови клетки в лимфните възли. Активирането на YAP беше открито и в метастатичните лимфни възли на пациенти с меланом."

За да открият основния стимулатор за активиране на YAP при метастатични тумори в лимфните възли, изследователите проучиха биологични проби. Те разкриха, че изобилието на няколко вида жлъчни киселини - за които е известно, че се откриват само в черния дроб и чревния тракт, където те улесняват храносмилането на хранителните мазнини, е поразително повишено в метастатичния меланом в лимфните възли. Д-р Лий подчертава: "Беше много интригуващо, че жлъчните киселини се натрупват силно в метастатичния лимфен възел, но не и в нормалните здрави лимфни възли или първичен тумор." Предварителните анализи предполагат, че самият метастатичен тумор в лимфните възли може да произвежда жлъчни киселини, които могат да активират YAP и да стимулират по-нататъшния растеж на метастатичния тумор в лимфните възли. "Това изисква допълнителна обширна проверка. Жлъчните киселини от кръвта и лимфната циркулация могат да бъдат силно натрупани в лимфните възли по време на метастази по определен механизъм", предупреждава д-р Ко.

Раковите клетки са по-умни, отколкото очакваме при разпространението му в организма. Д-р Кох казва: "Това проучване разкрива как те се адаптират към предизвикателна среда като лимфните възли, като превключват своя енергиен източник към местни обилни молекули като мастни киселини и жлъчни киселини, за да си проправят път към други органи." Понастоящем са налични или се разработват активно терапии, насочени към FAO и YAP. Позовавайки се на връзката между FAO/YAP и метастази в лимфните възли, открити от това проучване, лекарите може да успеят да потиснат последващите отдалечени метастази при пациенти с меланом и рак на гърдата. Д-р Ко добавя: "Това определено изисква по-обширни изследвания при пациенти с метастатичен рак преди клинични приложения."