Utover Sukker: Hva Kreft Celler Trenger for å Vokse

I 1955, en Amerikansk lege som heter Harry Eagle laget et overraskende funn om kreft celler som vokser i en rett: De nødvendige latterlige mengder glutamin., Uten denne kjemiske, cellene ville slutte å vokse og til slutt dø, til tross for at alle de andre kjente behov for livet.

Glutamin er en aminosyre, en av 20 slike molekyler som cellene string sammen til proteiner. Det er rikt på elementet nitrogen og kan bli brutt ned for å gi det elementet for montering av andre molekyler, som DNA.

Du hører langt mindre om glutamin enn du gjør om sukker, andre næringsstoffer som kreft celler har en tendens til å konsumere i overflod. Men det er like viktig.

«Celler er avhengig av glutamin i så mange måter, sier Natasha Pavlova, en biokjemiker som studerer kreft metabolisme i laboratoriet av MSK President og CEO Craig Thompson i Sloan Kettering Institutt. «Det er ikke bare involvert i produksjonen av DNA-nukleotider og andre molekyler, men det fungerer også som en valuta til å betale for import av andre aminosyrer inn i cellen.,»

Kreft celler’ avhengighet til glutamin har lenge fristet kreft biologer som en mulig akilleshæl for behandling av sykdommen. Kanskje ved å kutte av tilførsel av denne aminosyren, man kan sulte kreft celler til døden. Inconveniently, normale celler trenger glutamin også. Derfor, legemidler som påvirker glutamin nivåer i hele kroppen er for giftig til å bruke som kreft terapi.

Men som forskere lære mer om hvordan kreftceller bruk glutamin, håper de å finne andre måter å selektivt målet kreft er bestemt avhengighet mens sparing normale celler.,

Glutamin: Et Viktig ikke-essensielle aminosyrer

Kreft avhengighet glutamin er faktisk noe overraskende. Glutamin er teknisk sett en ikke-essensielle aminosyrer. I motsetning til essensielle aminosyrer, som cellene ikke kan gjøre på egenhånd, og må få det fra maten vi spiser, celler kan enkelt syntetisere glutamin fra andre utgangsmaterialer. Men glutamin er andre dyder gjør det unikt.

«Hva er spesielt med glutamin er at alle andre ikke-essensielle aminosyrer kan være laget av det, men andre ikke-essensielle aminosyrer kan ikke erstatte glutamin,» Dr. Pavlova forklarer., Det er også sentralt i flere biokjemiske mekanismer som kreft celler bruke til å bygge ny celle deler.

Kreft er behov for glutamin er så flott at noen kreft-forårsaker omdanne cellene til kreftceller endre hvor mye av det cellene ta opp og fordøye. En av de mest kjente, genet MYC, fremmer kreft i en del av økende kreft celler tilgang til en jevn tilførsel av glutamin. Celler med en forsterket MYC genet gjøre mer av det enzymet som omdanner glutamin i sin nedstrøms produkter. Slike celler i hovedsak blir avhengige av MYC forsterkning.,

Celler er avhengig av glutamin i så mange måter.

Mutasjoner i gener IDH1 og IDH2, som også endre hvordan glutamin produkter er brukt i en celle, er vanlig i visse typer kreft i hjernen og leukemi.

Dette høy etterspørsel etter glutamin betyr at forsyninger av det på innsiden av en svulst er ofte ganske lav. Men kreft celler fortsatt klarer å vokse der. Hvordan?

Dette tyder på at cellene har alternative måter å supplere sine glutamin forsyning, Dr. Pavlova sier.,

En slik tilpasning hun og hennes kolleger har studert er en økning i mengden av enzymet glutamin synthetase, noe som gjør glutamin fra andre utgangsmaterialer, nemlig glukose.

Hennes kolleger fra Thompson lab og samarbeidspartnere ved Princeton University og New York University (NYU) har også funnet at kreftceller kan sluke omkringliggende cellene og samle sine næringsstoffer for glutamin.,

Målrettet Savn

Kreft celler’ tilpasningsevne i å skaffe næringsstoffer selv når de er knappe gjør noen enkle tilnærming til å kutte av kreft glutamin tilførsel sannsynlig å mislykkes.

Likevel, det er mulige tilnærminger. Det ene er å blokkere import av glutamin av tumor celler spesielt. Noen undersøkelser tyder på at protein transporter at kreftceller bruke til å importere glutamin er forskjellig fra den som normale celler bruk, og at dette transporter er mer rikelig på kreftceller., Disse kreft-spesifikke transportører kan gjøre et godt mål for legemidler som ville hindre at celler fra tilfredsstillende sine løs.

Kreft celler’ avhengighet av glutamin kan også tjene som et grunnlag for å skreddersy behandling til bestemte personer. En aminosyre produkt avhengig av glutamin er glutation. Denne viktige cellulære antioksidant defuses farlige kjemikalier kalles reaktive oksygen arter og til og med visse medikamenter.

«Glutathione-plasteret fester seg mot stoffet, og hva slags flagg det for fjerning ut av cellen,» Dr. Pavlova forklarer.,

Studier fra forskere ved NYU har vist at lunge kreft svulster med visse genetiske mutasjoner er veldig avhengig av glutation. Forstyrre deres bruk av den (gjennom legemidler som kalles glutaminase-hemmere) kan være en potensiell behandling tilnærming.

Flere pågående kliniske studier er å kombinere disse glutamin-altering legemidler med immun checkpoint-hemmere eller med hemmere av reseptor tyrosin kinase signalering, de store signal som forteller cellene til å skaffe seg næring og vokse.,

Diagnostiske Bruker

i Tillegg til den terapeutiske muligheter, det er også diagnostiske muligheter. På samme måte som kreft er kjærlighet av glukose fungerer som grunnlag for FDG-PET-skanner, sin avhengighet av glutamin kan tjene som et annet verdifullt diagnostisk verktøy. Det ville være spesielt nyttig for hjernesvulster. PET skanner er mindre nyttig for overvåking primære hjernesvulster eller svulster som har spredt seg til hjernen fra andre steder i kroppen fordi hjernen i seg selv tar opp mye av glukose. En glutamin-basert skanning ville gjøre det mulig for leger å fortelle kreft celler bortsett fra normal hjerne celler.,

Forskning lagene på MSK er aktivt forfølge denne tilnærmingen.

Ingen Kosttilskudd Fikse

En tilnærming til sultende kreft av glutamin som er nesten sikker på å mislykkes er endringer i kosthold. «Vi kan ikke enkelt endre glutamin nivåer med kosten fordi kroppen synes å være å gjøre en så god jobb på å opprettholde nivået på en svært jevn konsentrasjon,» Dr. Pavlova sier. «Den eneste gangen glutamin nivåer fall er under intens traumer eller sepsis, som ikke er noe du ønsker å kopiere.,

«minst med glukose vi kan si:» Prøv å unngå pigger av glukose ved å spise lav glykemisk mat » og så videre, legger hun til. «Men med glutamin, er det mye vanskeligere å gjøre noen nyttige anbefalinger.”