27.05.2017
Редакция Naked Science

Плоскоклеточный рак оказался «сладкоежкой»

Группа ученых из США, Японии и Кореи впервые показала, что плоскоклеточный рак легкого в значительной степени более зависим от анаэробного гликолиза, чем другие формы немелкоклеточного рака.

untitled-1
©Wikipedia

Метаболизм и пролиферация раковых, как и нормальных, клеток зависят, в том числе, от глюкозы. Ключевая роль анаэробного гликолиза (окисления глюкозы с выделением аденозинтрифосфата, АТФ) в развитии тканей позволяет предположить, что нарушение этого механизма может лечь в основу методов замедления роста опухолей. Поэтому ученые стремятся уточнить специфику гликолиза различных типов рака. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), наиболее летальным является рак легких, в частности немелкоклеточный рак. В зависимости от гистологии и путей метастазирования, он подразделяется на два подтипа: аденокарциному (ADC) и плоскоклеточный рак (SqCC). До сих пор считалось, что уровень глюкозы в клетках этих форм идентичен.

 

Авторы новой работы проверили эту гипотезу. На первом этапе они сравнили профили экспрессии генов в клетках SqCC и ADC с помощью базы The Cancer Genome Atlas (TCGA) на основе результатов секвенирования матричных РНК (мРНК). Анализ показал, что по сравнению с ADC в клетках плоскоклеточного рака наблюдалась десятикратная гиперэкспрессия белка-переносчика глюкозы GLUT1 (у человека кодируется геном SLC2A1). Согласно прошлым исследованиям, именно эта изоформа белка чаще других участвует в улучшении метаболизма опухолей и регулируется рядом онкогенных факторов транскрипции, например c-Myc. При этом рост GLUT1 не коррелировал с маркерами пролиферации (антигенами) Ki67 и PCNA, но оказался связан с плоскоклеточным раком легкого фенотипически.

 

Экспрессия GLUT1 в разных клеточных линиях аденокарциномы и плоскоклеточного рака легкого / ©Justin Goodwin et al., Nature Communications, 2017

 

Схожая тенденция была обнаружена в рамках иммуногистохимического анализа образцов пациентов, тканевых матриц, а также мышей, на которых моделировали разные формы немелкоклеточного рака: в подавляющем большинстве случаев гиперэкспрессия белка была характерна для SqCC, но почти отсутствовала при аденокарциноме. Опыты с клеточными линиями позволили обнаружить, что GLUT1, концентрируясь на мембране клеток SqCC, резко ускоряет поглощение ими глюкозы, тогда как нокдаун белка, за счет снижения АТФ, приводит к гибели клеток даже в среде с высоким содержанием моносахарида. Причем подавление экспрессии GLUT1 оказалось некритичным для ADC: несмотря на нехватку переносчика, ее линии продолжали пролиферировать. Это подтвердили эксперименты на мышах in vivo.

 

Наконец, чтобы выяснить, может ли замедлить рост опухоли SqCC обычное ингибирование, ученые смоделировали разные формы рака у мышей и ввели некоторым 2-дезокси-D-глюкозу. Спустя несколько дней после инъекции пролиферация клеток SqCC замедлилась на 60 процентных пунктов: как и в случае клеточных линий, эффект опосредовался их гибелью. К аналогичным выводам привел ингибитор GLUT1 WZB117: в зависимости от гистологической формы, рост опухолей снизился на 40–41 процентный пункт. Дополнительно авторы оценили вклад в гликолиз генетических факторов. Изучение аннотаций TCGA показало, что клеткам SqCC свойственны рост числа копий и гиперэкспрессия онкогена PIK3CA, а при мутациях гена PTEN экспрессия GLUT1 достигает пика.

 

По словам исследователей, эти данные впервые указывают на принципиальную разницу между аденокарциномой и плоскоклеточным раком легкого. В будущем работа может помочь в создании более эффективных ингибиторов переносчика глюкозы и, как следствие, специфических противоопухолевых препаратов. Стоит также отметить, что употребление сахаросодержащих продуктов не связано с риском SqCC.

 

Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 20:11
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Позавчера, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Вчера, 10:39
Александр Березин

Когда полвека назад гибель динозавров объяснили падением астероида, это вызвало массовое неприятие, длившееся десятилетия. Открытие кометы, взрыв которой принес тысячелетнее похолодание в начале голоцена, привело к спорам в научной среде, которые идут до сих пор. Теперь множеству атак подверглось и открытие астероида, уничтожившего Содом. Отчего многим исследователям так трудно поверить в астероидные взрывы и о каких узких местах в современной науке это может говорить?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

Позавчера, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Позавчера, 20:11
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: