Рост раковых опухолей связали с нарушениями потребления сахара

Бельгийские исследователи изучили механизм, связывающий потребление сахара клетками с активностью генов семейства Ras. Некоторые мутации в этих генах могут привести к быстрому росту опухолей и метастазированию.

Известно, что большинство раковых клеток получают энергию не так, как здоровые клетки того же организма. Нормальная клетка усваивает сахар путем нескольких ферментативных реакций, в процессе гликолиза из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. Обмен протекает сравнительно медленно. Многие раковые клетки получают энергию другим путем: в них происходит быстрый анаэробный гликолиз с образованием молочной кислоты. Это нарушение называют «эффектом Варбурга».

Ученые исследовали процесс расщепления сахара в клетках особой линии дрожжей tps1∆. Такие дрожжи отличаются повышенным потреблением сахара и быстрым гликолизом. Клетки этих дрожжей содержат Ras-белки, кодируемые генами семейства Ras. Те же белки могут регулировать размножение клеток и в человеческом организме. При некоторых мутациях регуляция нарушается, что приводит к росту опухолей. Поэтому такие дрожжи используют во многих исследованиях онкологических заболеваний.

Комментирует один из авторов работы Йохан Тевелейн (Johan Thevelein): «Исследуя дрожжи, мы наблюдали, что расщепление сахара связано через фруктозо-1,6-бифосфат с активацией Ras-белков, которые стимулируют размножение и дрожжевых, и раковых клеток». Таким образом, чем больше сахара получает клетка, тем активнее вырабатываются Ras-белки, стимулируя появление новых клеток, повторяющих тот же сценарий. Тевелейн поясняет: «Наше исследование показывает, как гиперактивное потребление сахара раковыми клетками ведет к “замкнутому кругу” непрерывной стимуляции развития и роста рака. Таким образом возможно объяснить связь между интенсивностью эффекта Варбурга и агрессивностью опухолей».

Ученые предполагают, что результаты их исследования лягут в основу новых методов терапии. Многие современные методики лечения основаны на ограничении гликолиза, что не дает раковым клеткам запасать достаточно энергии. Новые данные об эффекте Варбурга в перспективе могут позволить более целенаправленно «морить голодом» больные клетки.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.