Учените правят фундаментално откритие за ролята на аминокиселината валин в развитието на стволови клетки в кръвта

диетата

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Регистрация "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Екип от изследователи от Калифорния и Япония установи, че есенциална аминокиселина играе решаваща роля в създаването на кръвни стволови клетки - откритие, което учените казват, че може да предложи потенциална алтернатива на химиотерапията и лъчението при лечение на пациенти с рак на кръвта.

Аминокиселината валин, която хората получават, като ядат протеини, изглежда ключова за образуването на кръвни стволови клетки. Мишките, лишени от протеиновия градивен блок за две до четири седмици, са спрели изцяло да произвеждат нови кръвни клетки, според новото проучване, публикувано в четвъртък в Science.

В лабораторни тестове проучването показва, че стволовите клетки на човешката кръв също изглеждат толкова зависими от валина, казаха изследователите. Ако това се окаже вярно, лишаването на пациентите от аминокиселината преди трансплантация на костен мозък може да им спести необходимостта от химиотерапия или лъчетерапия, като и двете унищожават стволовите клетки в кръвта, за да освободят място за нови, трансплантирани. Но с тези процедури един на всеки 20 пациенти с трансплантация умира, понякога от усложнения, свързани с токсичното лечение.

Освен това, лишаването на някои пациенти с левкемия от валин може дори да убие клетките, причиняващи техния рак, казва Хиромицу Накаучи, старши автор на новия документ. „Ако такава проста и относително по-малко вредна терапия може да се използва за лечение на левкемии, това би било чудесно“, казва Накаучи, изследовател на стволови клетки както от университета в Токио, така и от университета в Станфорд. „На това се надявам в момента.“ Накаучи добавя, че е бил изненадан да разкрие такъв основен биологичен процес. „Сам не можех да повярвам“, казва той.

Камила Форсберг, изследовател на кръвни стволови клетки от Калифорнийския университет в Санта Круз, която не е участвала в изследването, казва, че е впечатлена от резултатите и развълнувана, че все още има такива основни открития, които трябва да бъдат направени. „Доста вълнуващо е как основните неща, за които мислим, все още ни дават изненади“, казва тя и добавя, че ще бъде от решаващо значение да разберем защо тези кръвни стволови клетки - наричани още хематопоетични клетки - са толкова чувствителни към валина. Други видове клетки могат да имат особена чувствителност към останалите 19 аминокиселини, активни в организма, девет от които са жизненоважни и трябва да бъдат получени чрез храна, така че Форсберг вярва, че и те трябва да бъдат проучени. Съществената роля, която валинът играе в кръвта, не трябва да бъде такава изненада, казва Линхен Ли, биолог по стволови клетки в Института за медицински изследвания Stowers. Известно е, че някои хора, които ядат вегетарианска диета с ниско съдържание на протеини, развиват анемия, заболяване, характеризиращо се с ниски нива на червените кръвни клетки.

Ли не е участвал в новото изследване, но казва, че е направил подобна, непубликувана констатация в собствената си лаборатория, която го прави уверен в резултатите на Накаучи. Той също така смята, че лишаването от валин може да работи толкова добре при хората, колкото при мишките, въпреки че ще са необходими много изследвания, за да се определи колко дълго хората могат да понасят лишаването от аминокиселината. Ако лишаването от валин работи при пациенти с трансплантация на костен мозък, това може да отвори процедурата за някои хора - като бременни жени - които обикновено не се считат за кандидати за химиотерапия или лъчение, казва той. Ли подозира обаче, че лишаването от валин само по себе си няма да бъде ефективно за лечение на рак директно, въпреки че може да работи добре в комбинация с други терапии.

В новото проучване Nakauchi и колегите му казват, че са успели успешно да трансплантират костен мозък на мишки, лишени от валин, без да се нуждаят от лъчение или химиотерапия - но някои от мишките са умрели от липсата на хранително вещество, което също участва в метаболизма и възстановяването на тъканите. Накаучи казва, че трябва да бъде относително лесно да се лишат хората от валин, като се хранят със специално формулирани интравенозни диети, въпреки че той признава, че това може да е трудно, ако изтощението трябва да продължи седмици или месеци.

Изследователите също установиха, че стволовите клетки на човешката кръв не се размножават, когато се култивират без валин. Накаучи казва, че екипът е осъзнал едва след приключването на проучването си, че е надградил върху изследванията, публикувани преди 70 години в Science от покойния нобелов лауреат Артър Корнберг. Когато Накаучи беше докторант в Станфорд, той познаваше биохимика и казва, че това го е направило горд да поднови и разшири констатациите на Корнберг.

Сега Накаучи казва, че се надява работата да доведе до нови подходи за лечение на рак. „Възможно е да има някои други, подобни аминокиселинни зависимости в други стволови клетки, а също и ракови стволови клетки“, казва той. „Това са нещата, които много ме интересуват.“