Прекъсването на аминокиселината предизвиква клетъчна смърт при ракови заболявания

Всички клетки се нуждаят от хранителни вещества, но раковите клетки са известни с глад. В резултат на това раковите клетки трябва да променят метаболизма си, за да осигурят допълнителното гориво, необходимо за тяхното оцеляване, растеж и разпространение.

лишаването

От десетилетия учените се опитват да използват този алчен метаболизъм като цел за нови противоракови терапии.

Изследователите от университета Дюк откриха обещаваща цел за бъбречно-клетъчни карциноми. Проучване, публикувано онлайн на 1 февруари 2016 г. в Cancer Research, показва, че по-голямата част от тези видове рак пренасочват метаболизма си по начин, който ги пристрастява към външно хранително вещество, наречено цистин.

Като лишават раковите клетки от аминокиселината цистин, изследователите успяват да предизвикат форма на клетъчна смърт, наречена некроза в миши модели на заболяването.

„Открихме, че същата техника, която прави тези тумори толкова агресивни, ги прави уязвими и на лишаване от хранителни вещества“, казва старшият автор на изследването Джен-Цан Ашли Чи, д-р, доцент по молекулярна биология и микробиология в Медицинския факултет на университета Дюк . "Все едно го бием в собствената си игра."

Чи каза, че изследването сочи към обещаващ нов подход за лечение на бъбречно-клетъчен карцином, форма на рак на бъбреците, която в историята е била много трудна за лечение. Болестта убива над 100 000 души годишно.

Около три четвърти от случаите на бъбречно-клетъчен карцином са белязани от липсващ VHL ген-тумор-супресор, който предпазва здравите клетки от развитие в тумори. Чи и водещ автор на изследването Сяоху Танг, постдокторант в лабораторията му, реши да проучи как тази единична генетична промяна може да повлияе на метаболизма и нуждите от хранителни вещества на раковите клетки.

Танг подложи раковите клетки на тест за лишаване от хранителни вещества, премахвайки всяка от 15-те аминокиселини от техните растежни среди, една по една. През повечето време клетките издържаха на промяната доста добре, забавяйки растежа си, но иначе оставайки здрави. Но Танг установява, че когато цистинът се отстранява, клетките се подуват и изплуват на повърхността, сигурен признак на некротична смърт.

След това изследователите проведоха редица генетични анализи, за да обединят мрежата от гени, отговорни за тази хранителна зависимост. Обикновено генът VHL действа за потискане на друг ген, наречен тумор некротизиращ фактор алфа или TNF-алфа. Когато VHL се загуби, високите нива на TNF-алфа пораждат по-бързо растяща, по-агресивна форма на рак, която отделя много опасни свободни радикали.

Цистинът е отговорен за поддържането на високи нива на антиоксиданти, които обезоръжават свободните радикали на кислорода; така че когато изследователите се отърват от това хранително вещество, раковите клетки по същество умират от собствената си ръка от увреждане на свободните радикали.

Изследователите показаха, че подходът е успешен както в клетките на тъканната култура, така и в мишките. Танг и колегите му в лабораторията на д-р Дейвид Хсу от Института за рак на Дюк имплантират тумори на бъбречно-клетъчен карцином на мишки и след това лекуват животните със сулфасалазин, лекарство, което блокира усвояването на цистин. Те установиха, че лечението индуцира некроза и значително забавя растежа на тумора.

Чи казва, че ще са необходими по-добри, по-мощни лекарства, за да се унищожи напълно ракът. Но той вярва, че насочването на рака към унищожаване чрез некроза, а не чрез апоптоза, другият основен път към клетъчната смърт, има големи обещания в терапевтично отношение.

„Повечето химиотерапии убиват раковите клетки чрез апоптоза, а раковите клетки, избягали от апоптозата, са основната причина за химиотерапията и прогресията на тумора“, каза Чи. "Лечението с цистинов глад може да се справи с резистентността, като убива клетките по различен механизъм."