Cercetătorii au rezolvat un mister vechi de 100 de ani despre cancer

Anul 2021 marchează aniversarea a 100 de ani de la descoperirea fundamentală care este explicată în fiecare manual de biochimie.

În 1921, medicul german Otto Warburg a observat că celulele de cancer își extrag energie din glucoză printr-un mod neobișnuit de ineficient. În loc să o „ardă” folosind oxigenul, celulele de cancer o fermentează. Acest proces independent de oxigen apare rapid, însă foarte multă energie din glucoză rămâne neatinsă.

• Cercetătorii chinezi au dezvoltat un cip inspirat de furnicile de deșert
• Unele cazuri de schizofrenie provin din malformații ale craniului, sugerează un studiu

Diferite ipoteze pentru a explica efectul Warburg au fost propuse de-a lungul anilor, inclusiv ideea că celulele de cancer au mitocondrii defectuoase, astfel că nu pot efectua arderea controlată a glucozei. Însă, niciuna dintre aceste explicații nu s-au dovedit a fi veridice. Spre exemplu, mitocondriile celulelor canceroase funcționează foarte bine.

O legătură neapreciată până acum

Recent, o echipă de cercetători de la Institutul Sloan Kettering din SUA, coordonată de imunologul Ming Li, a oferit un nou răspuns bazându-se pe o serie de experimente genetice și biochimice. Cercetările au fost publicate în jurnalul Science la data de 21 ianuarie.

Totul se reduce la o legătură neapreciată anterior între metabolismul Warburg și activitatea unei enzime din celulă numită PI3 kinase (PI3K).

Descoperirile au revizuit teoria acceptată până acum de biochimiști care presupune că metabolismul este secundar semnalizării celulare. De asemenea, oamenii de știință au sugerat că țintirea metabolismului ar putea fi o metodă eficientă de a împiedica dezvoltarea cancerului.

Elementul esențial, o enzimă numită LDHA

Dr. Li și echipa sa au studiat metabolismul Warburg la celulele imunitare, acestea bazându-se și ele pe o formă aparent ineficientă de metabolism. Atunci când celulele imunitare sunt alertate cu privire la prezența unei infecții, celulele T trec din forma tipică de ardere prin oxigen la metabolismul Warburg pe măsură ce numărul lor crește și își pun în aplicarea mecanismul de combatere a infecției.

Elementul esențial care controlează această schimbare este o enzimă numită lactate dehydrogenase A (LDHA). Drept rezultat, glucoza rămâne doar parțial descompusă și acumulatorul de energie al celulei, numit ATP, este generat rapid în citosolul celulei.

Dr. Li și echipa sa au descoperit că, în cazul șoarecilor, celulele T care nu au LDHA nu își pot susține activitatea PI3 kinase, astfel că nu pot combate în mod eficient infecțiile. Pentru dr. Li și echipa sa acest lucru a însemnat că această enzimă metabolică este cea care controlează activitatea de semnalizare a unei celule.

De ce preferă celulele imunitare preferă această formă de metabolism

La fel ca și alte enzime kinase, PI3K se bazează pe ATP. Având în vedere că ATP este produs al metabolismului Warburg, o „buclă” pozitivă de feedback este stabilită între metabolismul Warburg și activitatea PI3 kinase, astfel asigurând activitatea continuă a PI3 kinase, iar apoi divizarea celulară.

Cât despre motivul pentru care celulele imunitare preferă această formă de metabolism, dr. Li suspectează că ar fi vorba de nevoia celulelor de a produce ATP rapid pentru a-și accelera divizarea și mecanismul de combatere a infecției. „Bucla” pozitivă de feedback garantează faptul că imediat ce procesul este declanșat, acesta va fi continuat până când infecția este eradicată.

O enzimă crucială în cazul cancerului

De asemenea, deși oamenii de știință au făcut această descoperire în cazul celulelor imunitare, există legături clare cu cancerul, potrivit MedicalXpress.

„PI3 kinase este o enzimă crucială în cazul cancerului. Este ceea ce trimite semnalul de creștere către celulele canceroase și este una dintre căile de semnalizare cele mai active ale cancerului”, a explicat dr. Li.

La fel ca și celulele imunitare, celulele canceroase pot folosi metabolismul Warburg pentru a-și susține activitatea și a-și continua creșterea și divizarea. Rezultatele indică posibilitatea ca medicii să limiteze dezvoltarea cancerului prin blocarea activității LDHA.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O nouă descoperire privind tratarea cancerului de sân. „Aceste cercetări au implicații imediate”

Un fenomen extrem de rar arată că bebelușii pot inhala celule canceroase de la mamă în timpul nașterii

Consumul mare de cafea este legat de scăderea riscului de cancer de prostată

Un parazit găsit în excrementele de pisici și carnea crudă, asociat cu un risc crescut de cancer al creierului la oameni