Cancer: Folosirea metabolismului celular pentru combaterea tumorilor încăpățânate
O mai bună înțelegere a metabolismului în celulele tumorale care se sustrag de la medicamente ar putea îmbunătăți tratamentele împotriva cancerului, potrivit noilor cercetări de la Universitatea din Cincinnati din Ohio.
Unele tumori sunt greu de tratat deoarece, deși la început răspund la medicamentele împotriva cancerului, unele celule sunt capabile să supraviețuiască și să semene noi tumori.
Celulele supraviețuitoare fac acest lucru prin creșterea unui proces de „auto-mâncare” prin care elimină deșeurile, îndepărtează componentele și agenții patogeni defecțiși și reciclează blocurile moleculare esențiale.
Procesul, cunoscut sub numele de autofagie, livrează deșeurile în compartimentele celulare numite lizozomi. Acestea conțin diferite tipuri de enzime pentru digestia și descompunerea diferitelor materiale.
Autofagia este, de asemenea, un mecanism de supraviețuire care se activează atunci când nutrienții sunt puțini și se oprește din nou atunci când nutrienții sunt abundenți.
„Am descoperit că metabolismul celular influențează în mod semnificativ capacitatea de a începe autofagia”, spune cercetătorul principal Carol Mercer, profesor asociat la Divizia de hematologie și oncologie de la Universitatea din Cincinnati din Ohio.
Ea și colegii ei își raportează concluziile - care dezvăluie „reglarea dinamică și metabolică a autofagiei” - într-o lucrare care este publicată acum în jurnal Rapoarte de celule.
Controlul autofagiei
Două tipuri de autofagie de control enzimatic în celule: una este proteina kinază activată cu AMP (AMPK), iar cealaltă este ținta rapamicinei la mamifere (mTOR).
Tratamentele pentru unele tipuri de cancer utilizează deja medicamente care declanșează AMPK sau țintă mTOR și sunt, de asemenea, investigate pentru a fi utilizate în alte tratamente pentru cancer.
Din aceste motive, explică Mercer, este „important să înțelegem cum afectează această cale de supraviețuire a celulelor tumorale”.
Fiecare celulă conține centrale minuscule numite mitocondrii care produc energie pentru celule. Producția de energie în mitocondrii are loc în mai multe etape, fiecare implicând un complex proteic. Prima etapă folosește unul numit complex mitocondrial I.
Persoanele care au deficiențe de complex I pot dezvolta mai multe probleme de sănătate, inclusiv unele care afectează inima, ficatul, creierul și nervii.
Mercer și colegii ei au demonstrat că complexul mitocondrial I joacă, de asemenea, un rol cheie în declanșarea și creșterea autofagiei și reglarea duratei acesteia.
Prevenirea și promovarea autofagiei
Oamenii de știință au descoperit că defecțiunile genetice din complexul mitocondrial I au prevenit autofagia declanșată de inhibitorii mTOR. De asemenea, au arătat cum două medicamente antidiabetice - fenformina și metformina - au avut același efect.
În schimb, a fost posibilă creșterea autofagiei folosind metode „care au crescut metabolismul mitocondrial”, notează autorii.
În general, studiul relevă noi perspective asupra rolului dinamic al metabolismului celular în autofagie și sugerează, potrivit lui Mercer, „noi strategii terapeutice pentru cancer, neurodegenerative și boli mitocondriale”.
Cea mai mare parte a muncii pentru a descoperi modul în care metabolismul afectează autofagia și cum să-l utilizați pentru a crește sau micșora procesul a fost realizat folosind celule cultivate.
Se bazează pe munca anterioară a unui membru al echipei, care a descoperit că, deși inhibarea mTOR ar putea trata cancerul hepatic, a crescut și autofagia.
Datele noastre demonstrează importanța metabolismului în reglarea autofagiei, sporesc înțelegerea medicamentelor relevante clinic care sunt importante pentru cancer și sugerează noi strategii de creștere sau inhibare a autofagiei.
Carol Mercer
