Учёные лишили клетки рака мозга способности выживать новым методом

Когда на гоночном автомобиле отключают тормоза, он быстро разбивается. Доктор Барак Ротблат хочет сделать что-то похожее с раковыми клетками мозга: отключить их способность выживать при нехватке глюкозы. Он стремится ускорить работу опухолевых клеток, чтобы они так же быстро умирали. Этот новый подход к лечению рака мозга основан на десятилетии исследований в его лаборатории.

Новые открытия

Доктор Ротблат, его студенты и со-ведущий исследователь Габриэль Лепривье из Института нейропатологии при Университетской больнице Дюссельдорфа опубликовали свои выводы на прошлой неделе в журнале Nature Communications.

До сих пор считалось, что раковые клетки в первую очередь нацелены на рост и быстрое размножение. Однако было показано, что в опухолях меньше глюкозы, чем в нормальных тканях.

Если раковые клетки полностью сосредоточены на быстром размножении, то они должны быть более зависимы от глюкозы, чем обычные клетки. Однако, что если их абсолютный приоритет — выживание, а не экспоненциальный рост? Тогда запуск роста при нехватке глюкозы может привести к тому, что клетка исчерпает свою энергию и умрет.

Перспективы для персонализированной медицины

"Это интересное открытие, к которому мы пришли после десятилетия исследований," объясняет доктор Ротблат. "Мы можем нацелиться исключительно на раковые клетки, не затрагивая обычные клетки, что станет важным шагом вперед на пути к персонализированной медицине и терапиям, которые не воздействуют на здоровые клетки так, как химиотерапия и радиация."

"Наше открытие о голодании по глюкозе и роли антиоксидантов открывает терапевтическое окно для создания молекулы, которая могла бы лечить глиому (рак мозга)," добавляет он. Такое терапевтическое средство также может быть применимо к другим видам рака.

Исследования и их результаты

Ротблат и его студенты, доктор Тал Леви и доктор Хаула Аласад, начали с рассмотрения того, что клетки регулируют свой рост в зависимости от доступной энергии. Когда энергии достаточно, клетки накапливают жир и синтезируют много белков для хранения энергии и роста. Когда энергия ограничена, они должны остановить этот процесс, чтобы не исчерпать свои ресурсы.

Опухоли в основном находятся в состоянии нехватки глюкозы. Исследователи начали искать молекулярные тормоза, которые позволяют раковым клеткам выживать при дефиците глюкозы. Если их удастся отключить, то опухоль умрет, а обычные клетки, которые не испытывают нехватки глюкозы, останутся неповрежденными.

Путь mTOR и роль 4EBP1

Ротблат и его команда изучили путь mTOR (мишень рапамицина в млекопитающих), который оснащен белками, измеряющими энергетическое состояние клетки и регулирующими ее рост. Они обнаружили, что белок в пути mTOR, известный как 4EBP1, который тормозит синтез белка при снижении уровня энергии, необходим для выживания клеток человека, мышей и даже дрожжей при голодании по глюкозе.

Они продемонстрировали, что 4EBP1 делает это путем негативной регуляции уровней ключевого фермента в пути синтеза жирных кислот, ACC1. Этот механизм используется раковыми клетками, особенно клетками рака мозга, для выживания в опухолевой ткани и создания агрессивных опухолей.

Разработка нового лечения

Доктор Ротблат сейчас работает с BGN Technologies и Национальным институтом биотехнологии в Негеве над разработкой молекулы, которая будет блокировать 4EBP1, заставляя глюкозно-голодные опухолевые клетки продолжать синтезировать жир и исчерпать свои ресурсы при дефиците глюкозы.