Mimo Cukru: Co Rakovinné Buňky Potřebují k Růstu

V roce 1955, Americký lékař jménem Harry Eagle provedena překvapující objev o rakovinné buňky rostoucí v misce: Jsou nutné směšné množství glutaminu., Bez této chemické látky by buňky přestaly růst a nakonec zemřely, přestože měly všechny ostatní známé požadavky na život.

glutamin je aminokyselina, jedna z 20 takových molekul, které buňky spojují do proteinů. Je bohatý na dusík a může být rozložen, aby poskytl tento prvek pro sestavení jiných molekul, jako je DNA.

slyšíte mnohem méně o glutaminu než o cukru, další živiny, které rakovinné buňky mají tendenci konzumovat v hojnosti. Ale je to stejně důležité.

„buňky jsou na glutaminu závislé mnoha způsoby,“ říká Natasha Pavlova, biochemička, která studuje metabolismus rakoviny v laboratoři prezidenta MSK a generálního ředitele Craiga Thompsona v Sloan Kettering Institute. „Není to jen podílí na produkci DNA nukleotidů a dalších molekul, ale také působí jako měna platit za dovoz dalších aminokyselin do buňky.,“

závislost rakovinných buněk na glutaminu již dlouho láká onkologické Biology jako potenciální Achillovu patu pro léčbu této nemoci. Možná odříznutím dodávky této aminokyseliny by člověk mohl vyhladovět rakovinné buňky k smrti. Nepříjemné je, že normální buňky potřebují i glutamin. Proto jsou léky, které ovlivňují hladiny glutaminu v celém těle, příliš toxické pro použití jako terapie rakoviny.

ale jak se vědci dozvědí více o tom, jak rakovinné buňky používají glutamin, doufají, že najdou jiné způsoby, jak selektivně zacílit na zvláštní závislost rakoviny a zároveň šetřit normální buňky.,

glutamin: nezbytná neesenciální aminokyselina

závislost rakoviny na glutaminu je ve skutečnosti poněkud překvapivá. Glutamin je technicky nepodstatná aminokyselina. Na rozdíl od esenciálních aminokyselin, které buňky nemohou samy vyrobit a musí získat z potravin, které jíme, mohou buňky snadno syntetizovat glutamin z jiných výchozích materiálů. Ale další ctnosti glutaminu to činí jedinečným.

„na glutaminu je zvláštní, že z něj mohou být vyrobeny všechny ostatní nepodstatné aminokyseliny, ale jiné nepodstatné aminokyseliny nemohou nahradit glutamin,“ vysvětluje Dr. Pavlova., Je také ústředním bodem několika biochemických cest, které rakovinné buňky používají k budování nových buněčných částí.

potřeba glutaminu v rakovině je tak velká, že některé onkogeny způsobující rakovinu mění, kolik z nich buňky zabírají a tráví. Jeden z nejznámějších, Gen MYC, podporuje rakovinu částečně zvýšením přístupu rakovinných buněk k trvalému přísunu glutaminu. Buňky se zesíleným genem MYC tvoří více enzymu, který přeměňuje Glutamin na jeho navazující produkty. Takové buňky se v podstatě stávají závislými na zesílení MYC.,

buňky jsou na glutaminu závislé mnoha způsoby.

Mutace v genu IDH1 a IDH2, které také změnit, jak glutamin produkty jsou používány v buňce, jsou běžné v některých druhů rakoviny mozku a leukémie.

tato vysoká poptávka po glutaminu znamená, že jeho zásoby uvnitř nádoru jsou často poměrně nízké. Přesto se tam rakovinné buňky stále daří růst. Jak?

to naznačuje, že buňky mají alternativní způsoby, jak doplnit zásobu glutaminu, říká Dr. Pavlova.,

Jedna taková adaptace ona a její kolegové studovali, je zvýšení množství enzym glutamin syntetáza, což je glutamin z jiných výchozích materiálů, konkrétně glukózy.

Její kolegové z Thompson laboratoře a spolupracovníci na Univerzitě v Princetonu a New York University (NYU) také zjistili, že rakovinné buňky mohou pohltit okolní buňky a uklízet jejich živiny pro glutamin.,

cílená deprivace

adaptabilita rakovinných buněk při získávání živin, i když jsou vzácné, činí jakýkoli jednoduchý přístup k odříznutí dodávky glutaminu v rakovině, který pravděpodobně selže.

přesto existují možné přístupy. Jedním z nich je konkrétně blokovat dovoz glutaminu nádorovými buňkami. Některé výzkumy naznačují, že proteinový transportér, který nádorové buňky používají k dovozu glutaminu, se liší od toho, který používají normální buňky, a že tento transportér je hojnější na nádorových buňkách., Tyto transportéry specifické pro rakovinu by mohly být dobrým cílem pro léky, které by zabránily buňkám uspokojit jejich opravu.

závislost rakovinných buněk na glutaminu by také mohla sloužit jako základ pro přizpůsobení terapií konkrétním lidem. Jedním aminokyselinovým produktem závislým na glutaminu je glutathion. Tento důležitý buněčný antioxidant znehodnocuje nebezpečné chemikálie nazývané reaktivní druhy kyslíku a dokonce i některé léky.“glutathion se váže k léku a druh vlajky to pro odstranění z buňky,“ vysvětluje Dr. Pavlova.,

studie vyšetřovatelů na NYU ukázaly, že nádory rakoviny plic s určitými genetickými mutacemi jsou velmi závislé na glutathionu. Interference s jejich použitím (prostřednictvím léků nazývaných inhibitory glutaminázy) by mohla být potenciálním léčebným přístupem.

Několik probíhajících klinických studií jsou kombinací těchto glutamin-měnit léky s imunitní checkpoint inhibitory nebo s inhibitory receptor tyrosin kinázy, signalizační, hlavní signál, který říká, buňky získat živiny a růst.,

diagnostické použití

kromě terapeutických možností existují také diagnostické příležitosti. Stejně jako láska rakoviny k glukóze slouží jako základ pro skenování FDG-PET, její závislost na glutaminu by mohla sloužit jako další cenný diagnostický nástroj. Bylo by to zvláště užitečné pro nádory mozku. PET skeny jsou méně užitečné pro sledování primárních mozkových nádorů nebo nádorů, které se rozšířily do mozku odjinud v těle, protože samotný mozek zabírá hodně glukózy. Skenování na bázi glutaminu by lékařům umožnilo říct rakovinné buňky kromě normálních mozkových buněk.,

výzkumné týmy MSK tento přístup aktivně sledují.

žádná dietní Oprava

jedním z přístupů k hladovějící rakovině glutaminu, která je téměř jistá, že selže, jsou změny ve stravě. „Nemůžeme snadno měnit hladiny glutaminu s dietou, protože se zdá, že tělo dělá tak dobrou práci při udržování hladiny ve velmi stabilní koncentraci,“ říká Dr. Pavlova. „Jediný čas, kdy hladiny glutaminu klesají, je během intenzivního traumatu nebo sepse, což není něco, co byste chtěli replikovat.,

„alespoň s glukózou můžeme říct, Snažte se vyhnout hroty glukózy jíst nízký glykemický potraviny, a tak dále,“ dodává. „Ale s glutaminem je mnohem složitější učinit jakákoli užitečná doporučení.”