Способность клеток адаптироваться к колебаниям в доступности питательных веществ необходима для поддержания жизни. Однако некоторые клетки сильно зависят от глутамина — аминокислоты, которая играет ключевую роль в клеточном метаболизме. Это питательное вещество обеспечивает клетки необходимыми строительными блоками для синтеза белка и ДНК, и без него клетки перестают делиться.
Так обстоит дело с раковыми клетками: «глютаминовая зависимость» — хорошо известное уязвимое место опухолей, но многим раковым заболеваниям удается обойти ее. В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Cell, команда, возглавляемая Алексисом Журденом, доцентом кафедры иммунобиологии биолого-медицинского факультета Unil, продвигает понимание клеточных механизмов, которые до сих пор были плохо изучены.
Ученые выявили богатые углеродом молекулы, в частности пируват, которые позволяют клеткам продолжать делиться даже в отсутствие глутамина. Эксперименты показали, что для этого эффекта необходим митохондриальный фермент под названием пируват-карбоксилаза, для функционирования которого, в свою очередь, нужен витамин B7 (или биотин). Без этого витамина фермент неактивен, и деление клеток останавливается. Таким образом, биотин действует как настоящая «метаболическая лицензия», позволяя пирувату участвовать в энергетическом цикле клеток и компенсировать недостаток глютамина.
Исследователи также обнаружили ранее неизвестную роль FBXW7 — гена, который связан со многими видами рака. «При мутации FBXW7 — а это часто происходит при некоторых видах рака — пируват-карбоксилаза частично исчезает, пируват перестает эффективно использоваться, и клетки становятся зависимыми от глутамина», — объясняет Мириам Лиши, первый автор статьи. Ученые показали, что некоторые мутации FBXW7, обнаруженные у пациентов, напрямую вызывают эту метаболическую зависимость.
В статье также объясняется, почему некоторые методы лечения, нацеленные на глутамин, не работают: раковые клетки могут активировать альтернативные метаболические пути. «В долгосрочной перспективе это исследование открывает возможности для лучшего понимания метаболических уязвимостей раковых клеток и разработки инновационных терапевтических стратегий, учитывающих высокую метаболическую гибкость опухолевых клеток, в частности за счет одновременного воздействия на несколько метаболических путей», — заключает Алексис Журден, старший автор исследования.
[Фото: xb100 / Freepik.com]
