Раковые клетки обладают «отличным аппетитом». Существуют определенные питательные вещества, без которых они не могут жить. Ученые давно надеются, что им удастся остановить опухоли, удалив важную часть рациона раковых клеток. Но эти клетки хитры и часто находят новый способ получить то, что им нужно. Каким образом? Перепрограммируя свой метаболизм и переключаясь на резервные источники питания.
Доцент Лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) Майкл Люки нашел способ лишить раковые клетки как жизненно важного питательного вещества, так и его резервного запаса. В лабораторных экспериментах с клетками рака молочной железы, моделями тканей пациентов и мышей эта стратегия убила клетки рака молочной железы и уменьшила опухоли.
Как это работает? Давайте вернемся к метаболизму рака. Агрессивные раковые клетки жадно потребляют аминокислоту под названием глутамин. Они используют это жизненно важное питательное вещество для получения энергии и материалов, необходимых для роста и размножения.
Предыдущие исследования показали, что голодание раковых клеток по глютамину или предотвращение его превращения в метаболиты может остановить рост клеток в лабораторных условиях. Однако в ходе недавних клинических испытаний пациентки с раком молочной железы не получили никакой пользы от препарата, использующего такой подход. Это говорит о том, что клетки рака молочной железы могут адаптироваться и найти способ жить без глютамина.
Ученые заметили, что клетки рака молочной железы адаптируются к глютаминовому голоданию путем включения пути, который генерирует критический метаболит под названием альфа-кетоглутарат, обычно получаемый из глютамина. Это позволяет раковым клеткам продолжать производство энергии и строительных материалов, которые в противном случае они получали бы из глютамина. Для Люки это был момент озарения.
«Мы подумали: можно ли использовать это для лечения рака? Можем ли мы воздействовать на метаболизм глютамина? Мы знаем, что клетки адаптируются к нему. Значит, мы можем одновременно воздействовать на их адаптивный ответ, ингибируя этот путь», – вспоминает Люки.
Подход оказался успешным: он убивал клетки рака молочной железы в лабораторных чашках и эффективно лечил опухоли у мышей. Команда увидела, что опухоли перестали расти и даже уменьшились при комбинированном лечении. При этом животные оставались здоровыми.
Ингибиторы обоих метаболических путей теперь находятся в стадии дальнейшего изучения. Люки отмечает, что эти пути могут быть особенно важны для метастазирования рака молочной железы в различные ткани, включая те, которые очень трудно поддаются лечению. В частности, метастазы в мозг не имеют эффективных методов лечения.
Ученый надеется, что разработанная в его лаборатории комбинированная терапия в конечном итоге повысит эффективность ингибиторов метаболизма глутамина. Это может означать появление новых методов лечения, направленных на борьбу с раком. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Metabolism.
[Фото: Lukey lab/CSHL]