logo

Пользовательского поиска

Sunday 22nd of July 2018

Зачем раковой клетке эффект Варбурга?

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Рак
Автор: Administrator   
08.03.2016 19:35

2

(Massachusetts Institute of Technology)


Раковые клетки печально известны своей способность бесконтрольно размножаться и создавать орды новых опухолевых клеток. Большая часть потребляемого этими быстро пролиферирующими клетками топлива представлена глюкозой – одним из видов сахаров.


До сих пор ученые считали, что большую часть массы новых клеток, включая раковые клетки, составляет эта глюкоза. Однако, к своему удивлению, биологи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) только что установили, что самым крупным поставщиком нового клеточного материала являются аминокислоты, потребляемые клетками в гораздо меньших количествах.

Это открытие предлагает по-новому посмотреть на метаболизм раковой клетки – область исследований, которая, по мнению ученых, даст новые препараты, блокирующие способность раковых клеток расти и делиться.

«Если мы хотим с успехом использовать такую мишень как раковый метаболизм, мы должны понимать, как же все-таки для образования клеточной массы используются различные пути», - говорит Мэтью Вандер Хайден (Matthew Vander Heiden), MD, PhD, научный сотрудник Института интегративных исследований рака имени Дэвида Коха (The David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research) MIT.

Доктор Вандер Хайден – руководитель исследования, статья о котором опубликована в журнале Developmental Cell.

Раковые клетки генерируют энергию не так, как нормальные, и этот феномен известен ученым с 20-х годов прошлого столетия. Это «эффект Варбурга», названный так по имени его первооткрывателя – немецкого биохимика Отто Варбурга (Otto Warburg). В качестве источника энергии человеческие клетки в норме используют глюкозу, расщепляя ее в серии сложных химических реакций с использованием кислорода. Варбург описал феномен переключения раковых клеток на менее эффективную метаболическую стратегию, известную как брожение, не требующую кислорода и производящую значительно меньше энергии.

Позднее ученые предложили гипотезу, согласно которой этот альтернативный путь используется раковыми клетками для создания строительных блоков новых клеток. Однако с этим предположением не согласуется тот факт, что большая часть глюкозы превращается в лактат – не приносящий клетке никакой пользы побочный продукт. Кроме того, вопрос о том, что же идет на построение новых раковых или любых других быстро делящихся клеток млекопитающих, практически не исследовался.

«Так как млекопитающие питаются очень разнообразной пищей, кажется, что ответить на вопрос, какая пища вносит вклад в образование тех или иных частей массы клетки, не представляется возможным», - комментирует доктор Вандер Хайден.

 

Мэтью Вандер Хайден (Matthew Vander Heiden), MD, PhD.

 

Мэтью Вандер Хайден (Matthew Vander Heiden), MD, PhD. (Фото: Koch Institute for Integrative Cancer Research)

 

 

 

Чтобы определить, откуда клетки, включая опухолевые, получают необходимые им строительные блоки, ученые вырастили несколько различных типов раковых и нормальных клеток в культуре. Клетки получали разные питательные вещества, помеченные различными формами углерода и азота, позволявшими отследить, где, в конце концов, окажутся эти исходные молекулы. Кроме того, исследователи взвешивали клетки до и после деления, что позволяло вычислить процент клеточной массы, внесенный каждым из доступных питательных веществ.

Хотя клетки очень быстро потребляли глюкозу и аминокислоту глутамин, ученые установили, что вклад этих двух молекул в массу новых клеток невелик: углерод глюкозы составляет 10-15 процентов всего углерода клетки, углерод глутамина – около 10%. Наибольший же вклад в массу клеток вносили аминокислоты, из которых состоят белки. Взятые в целом, аминокислоты (исключая глутамин) поставляют большинство углеродных атомов, обнаруживаемых в новых клетках (20-40 процентов общей массы).

«Эти эксперименты раскрывают важные детали, углубляющие наши фундаментальные представления о метаболических основах молекулярного биосинтеза и клеточной пролиферации», - говорит профессор биохимии Университета Юты Джэред Раттер (Jared Rutter), не принимавший участия в этом исследовании. «Группа из MIT провела строгую и количественную оценку вклада в массу выращенных в культуре пролиферирующих клеток млекопитающих глюкозы, глутамина и других молекул».

Сначала вызвавшие удивление, это результаты вполне логичны, считает д-р Вандер Хайден, так как клетки в основном состоят из белков.

«Экономичнее использовать более простой и более прямой путь к тому, из чего ты сделан. Если хочешь построить кирпичный дом, легче использовать ту кучу кирпичей, которая уже есть, чем начать с грязи и делать новые кирпичи».

Почему пролиферирующие человеческие клетки потребляют так много глюкозы, все еще остается загадкой. Согласно предыдущим исследованиям, большая часть глюкозы, сжигаемой этими клетками, выводится из нее в виде лактата.

«Это привело нас к заключению, что важность высокого потребления глюкозы не обязательно связана с углеродом, идущим на построение массы клетки. Скорее она связана с другими получаемыми из нее продуктами, такими как энергия», - говорит Аарон Хозиос (Aaron Hosios), первый автор статьи.

Сейчас лаборатория Вандер Хайдена занимается более глубоким изучением вопроса о том, какую помощь эффект Варбурга оказывает клеткам в пролиферации.

«Необходимо посмотреть на этот вопрос под другим углом», - считает ученый. «Нужно знать не только, как эффект Варбурга помогает клеткам использовать глюкозу для построения массы, но и почему полученный из глюкозы лактат помогает клеткам использовать аминокислоты для образования большего числа клеток».

 

 

По материалам

How cancer cells fuel their growth

 

4

 

Оригинальная статья:

Aaron M. Hosios, Vivian C. Hecht, Laura V. Danai, Marc O. Johnson, Jeffrey C. Rathmell, Matthew L. Steinhauser, Scott R. Manalis, Matthew G. Vander Heiden. Amino Acids Rather than Glucose Account for the Majority of Cell Mass in Proliferating Mammalian Cells

 

 

 

© «Зачем раковой клетке эффект Варбурга?». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Рак. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday480
mod_vvisit_counterYesterday1222
mod_vvisit_counterThis week480
mod_vvisit_counterLast week7705
mod_vvisit_counterThis month20596
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4055042

We have: 57 guests, 7 bots online
Your IP: 54.225.32.164
 , 
Today: Июл 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.