Nowe badanie przeprowadzone na danio pręgowanym pokazuje, że śmiertelna postać raka skóry - czerniak - zmienia metabolizm zdrowych tkanek w innych częściach ciała. Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Waszyngtońskim w St. Louis sugerują, że te inne tkanki mogą potencjalnie pomóc w leczeniu raka.
„Nowotwory potrzebują stałego dopływu składników odżywczych do wzrostu. Zamiast konkurować z guzami o składniki odżywcze, inne tkanki mogą przeprogramować swój metabolizm tak, aby był komplementarny. W niektórych przypadkach może to nawet pozwolić zdrowym tkankom na odżywienie guza” - powiedział Gary Patti, Michael i Tana Powell profesor chemii w sztuce i naukach na Washington University oraz profesor chemii i medycyny w School of Medicine.
Rak zużywa ogromne ilości glukozy, która jest kluczowym źródłem energii dla komórek organizmu. Glukoza, czyli cukier we krwi, jest pozyskiwana z pożywienia i transportowana w organizmie przez krwioobieg po jedzeniu. Nowotwory aktywnie wchłaniają glukozę jako paliwo wspomagające ich szybki wzrost.
Cecha ta jest tak dobrze znana, lekarze regularnie stosują ją jako badanie diagnostyczne raka, w którym pacjentom podaje się określoną postać glukozy, którą można monitorować za pomocą badania PET. Mniej jasne jest, jak skłonność guza do glukozy wpływa na inne tkanki.
„Poziom glukozy jest ściśle regulowany” - powiedziała Patti. „Gdy poziom glukozy jest zbyt niski, jest to niebezpieczne. Chcieliśmy wiedzieć, czy guz o dużej awidności glukozy może wpływać na poziom glukozy we krwi”.
Nawet jeśli zdrowi ludzie nie jedzą przez długi czas, poziom glukozy we krwi utrzymuje się na względnie stałym poziomie. Dzieje się tak, ponieważ wątroba może wytwarzać glukozę, gdy nie można jej uzyskać bezpośrednio z pożywienia.
„Jak się okazuje, wątroba przeciwdziała wpływowi guza poprzez syntezę glukozy” - powiedziała Patti. „To jest bardzo podobne do tego, co dzieje się podczas postu”.
Pracując z danio pręgowanym, Patti i współautorzy, w tym inni badacze z School of Medicine, opracowali nowe podejście do badania wpływu czerniaka na różne tkanki organizmu, które wykorzystuje technologię zwaną metabolomiką.
Naukowcy karmili danio pręgowanego specjalnymi wersjami składników odżywczych oznaczonych etykietami izotopowymi. Etykiety te pozwoliły naukowcom śledzić, dokąd trafiają składniki odżywcze i na jakie cząsteczki ulegają rozkładowi. Odkryli, że cząsteczka wypluwana przez nowotwór jest pobierana przez wątrobę, aby wytworzyć glukozę.
Stosując metabolomikę do poszczególnych danio pręgowanych, naukowcy zaobserwowali, że tkanki czerniaka w organizmie zużywają około 15 razy więcej glukozy niż inne tkanki, które mierzyli. Pomimo tego obciążenia danio pręgowany był w stanie utrzymać krążący poziom glukozy, najwyraźniej poprzez wytwarzanie glukozy w wątrobie w procesie, który jest zwykle uruchamiany, gdy nie jemy. Ale było jasne, że obecność czerniaka wpływa w różnych sposób na zdrowe tkanki.
Naukowcy zbadali tkanki wątroby, jelita, płetwy, mięśni, mózgu, krwi i oka danio pręgowanego. Zaobserwowali dysregulację metaboliczną w większości tkanek - co wskazuje, że czerniak ma duży wpływ na metabolizm całego ciała.
„Istnieje wyraźny związek metaboliczny między czerniakiem a innymi tkankami” - powiedziała Patti. „Związek metaboliczny między czerniakiem a wątrobą jest częściowo scharakteryzowany przez gen zwany BCAT1 w komórkach rakowych. BCAT1 przechodzi od zasadniczo wyłączonego w zdrowych komórkach skóry do silnej ekspresji w czerniaku danio pręgowanego. Patrząc na czerniaka u ludzi, byliśmy w stanie potwierdzić, że ten sam wzorzec pojawia się także u człowieka ”.
Wiele z wcześniejszych badań nad rakiem koncentrowało się na metabolizmie samego guza.
„Nasza praca pokazuje, że wiele interesujących zmian metabolicznych zachodzi również poza guzem” - powiedziała Patti. „Wykazaliśmy, że przynajmniej w niektórych przypadkach te zmiany metaboliczne w tkankach niezłośliwych zachodzą w celu podtrzymania guza. Jest to ekscytujące, ponieważ oznacza, że możemy być w stanie ukierunkować metabolizm zdrowych tkanek jako potencjalne leczenie raka ”.
Komentarze
[ z 0]