Megoldották a rák 100 éves rejtélyét

A sejtek üzemanyaga a glükóz, hétköznapi nevén szőlőcukor. Éppen egy évszázada, hogy a tudomány felfedezte, de máig nem érti, hogy az olyan gyorsan növekvő sejtek, mint a rákos és az immunsejtek, a glükózt miért nem a leghatékonyabb módon hasznosítják az energiaellátásuk érdekében. Egy új tanulmány erre most meggyőző megoldást kínál, egyszersmind a rák kikapcsolásának lehetőségét is előrevetíti.

Az idén éppen 100 éve született az az alapvető felfedezés, amely minden biokémiai tankönyvben szerepel. Otto Warburg német orvos 1921-ben megfigyelte, hogy a rákos sejtek furcsa és nem hatékony módon vonják ki az energiát a glükózból. Ahelyett, hogy oxigénnel "elégetnék", inkább azt teszik, amit az élesztőgombák, azaz fermentálják (megerjesztik). Ez az oxigéntől független folyamat gyorsan megtörténik, de a glükózban lévő energia nagy részét kiaknázatlanul hagyja.

rákkutatás
Ha a a sejtanyagcsere "főparancsnoka" hibás utasításokat ad, abból kialakulhat a rák - Fotó: Getty Images

Az évek során különböző hipotéziseket javasoltak a Warburg-effektus magyarázatára, köztük volt az az elképzelés is, hogy a rákos sejteknek hibás mitokondriumaik (belső energiatermelő üzemeik) vannak, ezért nem tudják elvégezni a glükóz szabályozott oxidálását. De a magyarázatok egyike sem állta ki az idő próbáját. (A rákos sejtek mitokondriumai például remekül működnek.)

A Warburg-féle metabolizmus adhat magyarázatot

Most a Sloan Kettering Intézet kutatócsoportja, Ming Li immunológus vezetésével - alapos genetikai és biokémiai kísérletek alapján - új magyarázattal ált elő a Science folyóiratban . Egy korábban nem elemezett kapcsolatot vettek górcső alá a Warburg-féle metabolizmus és a sejtben lévő PI3-kináz nevű "erőmű" enzim aktivitása között.

"A PI3 kináz kulcsfontosságú jelző molekula, amely szinte úgy működik, mintha a sejtanyagcsere főparancsnoka volna. A sejtekben az energiaigényes események többsége, beleértve a sejtosztódást is, csak akkor következik be, amikor a PI3 kináz megadja a jelet" - idézte Ming Li szavait a Science Daily tudományos hírportál.

Amint a sejtek áttérnek a Warburg-anyagcserére, a PI3 kináz aktivitása megnő, és ezáltal a sejtek osztódási elkötelezettsége megerősödik. Kicsit olyan módon történik ez, mintha egy megafon mikrofonját tartanák az utasításokat osztogató főparancsnok szája elé. Ezek az eredmények megkérdőjelezik a biokémikusok körében általánosan elfogadott nézetet, hogy az anyagcsere másodlagos a sejtek alapvető tevékenységeit meghatározó és összehangolt működésüket szabályozó sejtkommunikációhoz képest. A kutatók azt is állítják, hogy az anyagcsere megcélzása hatékony módszer lehet a rák növekedésének megakadályozására.

A tankönyvi elképzelések megkérdőjelezése

Dr. Li és csapata a Warburg-féle anyagcserét elsősorban az immunsejtekben tanulmányozta, amelyekben a metabolizmus szintén a látszólag nem hatékony fermentációra támaszkodik. Amikor az immunsejtek riasztást kapnak egy fertőzés megjelenéséről, a T-sejtek anyagcseréje a tipikus oxigént égető formáról a Warburg-anyagcserére vált, miközben megnövelik a számukat és felpörgetik a fertőzések elleni mechanizmusaikat.

A kulcskapcsoló, amely ezt az átállást vezérli, egy laktát-dehidrogenáz A (LDHA) nevű enzim, amelyet a PI3 kináz jelzésére válaszul állítanak elő. Ennek a kapcsolásnak az eredményeként a glükóz csak részben marad lebontva, miközben a sejt kémiai energiaszállítójából, az ATP-ből nagy mennyiség keletkezik a sejt citoszoljában. Ezzel szemben, amikor a sejtek oxigént használnak a glükóz elégetéséhez, a részlegesen lebontott molekulák a mitokondriumba jutnak, és ott tovább bomlanak, hogy késleltetve hozzák létre az ATP-t.

Mindeddig kevés figyelmet kapott a rákos sejtekben zajló másféle anyagcsere-folyamat. Csak mostanában tűnik ki egyre inkább, hogy az emberi testben végbemenő, mindeddig ismeretlen erjedéses folyamat döntően befolyásolja az agresszív ráktípusok kialakulását. A TKTL1 jelentése: transketolase like-1 vagyis transzketolázhoz hasonló gén, illetve fehérje. A transzketolázok olyan enzimek, amelyek minden élőlényben előfordulnak, és a cukor átalakításához szükségesek - tehát erjesztenek. Segítségükkel képes a szervezet például glükózból dezoxiribózt előállítani - egy olyan cukortípust, amely a DNS alkotóeleme. Részletek!

Az aktivált immunsejtek azért részesítik előnyben az anyagcserének ezt a formáját Dr. Li gyanúja szerint, hogy gyorsan előállíthassák az ATP-t, és ezzel felgyorsítsák a sejtosztódásukat és fertőzések leküzdésére szolgáló folyamataikat. A pozitív visszacsatolási hurok szavatolja, hogy ha ezt a programot bekapcsolják, akkor az fennmarad addig, amíg a fertőzés meg nem szűnik.

A rákkal való kapcsolat

Bár a csapat az immunsejteket vizsgálva jutott el a felfedezéséhez, egyértelműek a párhuzamok a rákkal. "A PI3 kináz nagyon-nagyon kritikus anyag a rák esetében. Ez küldi a növekedési jelet a rákos sejtek osztódásához, és ez az egyik túlzottan aktív jelátviteli út a rákban" - mutatott rá Dr. Li.

Az immunsejtekhez hasonlóan a rákos sejtek is alkalmazhatják a Warburg-anyagcserét, hogy fenntartsák ennek a jelátviteli útnak az aktivitását, és ezáltal megteremtsék a folyamatos növekedésüket és osztódásukat. Az eredmények felvetik azt az érdekes lehetőséget, hogy az orvosok megakadályozhatják a rák növekedését azáltal, hogy blokkolják az LDHA aktivitását, azaz a Warburg-kapcsoló működését.

Az eredeti teljes cikk a Novo Sapiens tudományos hírmagazinban olvasható .

A legfrissebb tartalmainkért kövess minket a Google Hírekben, Facebookon, Instagramon, Viberen vagy YouTube-on!

Olvassa el aktuális cikkeinket!

Orvosmeteorológia
Fronthatás: Hidegfront
Maximum: +21 °C
Minimum: +6 °C

A napközben átmenetileg megnövekvő gomoly- és fátyolfelhőzet mellett legalább több órára kisüt a nap. Csapadék nem valószínű. A délnyugati, nyugati szelet erős, főként az Északnyugat-Dunántúlon viharos lökések kísérik. A legmagasabb nappali hőmérséklet 18 és 25 fok között várható. Az időjárás most a hidegfrontra érzékenyeket érinti különösképpen rosszul.

Hogy érzed magad?

Kirobbanó formában vagy? Válaszd ki a lelki- és testi állapotodhoz illő emojit és nézd meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!


Hogy érzed most magad fizikailag?

Hogy érzed magad?

Kirobbanó formában vagy? Válaszd ki a lelki- és testi állapotodhoz illő emojit és nézd meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!


Milyen most a lelkiállapotod?

Hogy érzed magad?

Legjobban:
Legrosszabbul:
Kezdjük újra