Чем питаются раковые клетки

Опухолевые клетки имеют способность делиться и генерировать несчетное количество новых клеток без всякого контроля. Больше всего в организме эти клетки используют глюкозу. Исследователи предполагали, что основная часть клеточной массы происходит от этого типа сахара.

Тем не менее, биологи MIT теперь нашли, что самый большой источник нового материала для клеток представляют собой аминокислоты, хотя клетки питаются ими их в намного меньших количествах. Результаты исследования дают новый способ наблюдения за метаболизмом клетки рака, и исследователи надеются, что они дадут новые лекарства, которые отключат способность раковых клеток вырастать и делиться. 

Если мы хотим успешно преодолеть метаболизм рака, мы должны понять кое-что о том, как они питаются, - говорит Мэтью Вандер Хайден, доцент кафедры биологии. 

С 1920-х годов ученые знали, что раковые клетки вырабатывают энергию иначе, чем нормальные, и это явление окрестили «эффектом Варбурга», в честь немецкого биохимика Отто Варбурга, который его открыл. Клетки человека обычно используют глюкозу как источник энергии, разбивая ее через ряд сложных химических реакций, которые требуют кислорода.

Отто Варбург обнаружил, что раковые клетки переходят к менее эффективной метаболической стратегии, известной как брожение, которое не требует кислорода и производит намного меньше энергии. Совсем недавно ученые посчитали, что раковые клетки могут использовать этот альтернативный путь для создания новых клеток.

Тем не менее, фактом против этой гипотезы является то, что основная часть глюкозы образует лактат, ненужный продукт, который не является полезным для клеток. Кроме того, было очень мало исследований о том, что именно находится в составе новых раковых клеток или любого вида делящихся клеток животных. 

Чтобы определить, из чего клетки, в том числе и раковые, брали свой строительный материал, исследователи создали несколько типов клеток, как раковых, так и нормальных, в чашке Петри. Они кормили их питательными веществами, отмеченными различными вариантами форм углерода и азота, что позволило им отслеживать, где будут исходные молекулы в конечном итоге.

Ученые обнаружили, что глюкоза и аминокислота глутамин мало способствуют наращиваю массы новых клеток, так как глюкоза составляет от 10 до 15% углерода, найденного в клетках, в то время как глютамин способствует около 10% углерода. 

Вместо этого, самый большой вклад в клеточную массу внесли аминокислоты, которые составляют белки. Аминокислоты (за исключением глутамина) способствуют большинству атомов углерода, найденных в новых клетках, составляя от 20 до 40% от общей массы. 

Под вопросом оставалось то, почему подобные клетки человека используют такое большое количество глюкозы. В соответствии с более ранними исследованиями, обнаружилось, что основная часть глюкозы сжигается клетками организма как лактат. 

Это заставило нас сделать вывод, что большое потребление глюкозы не является обязательным для манипуляции углеродом, что позволяет сделать клеточную массу, но больше важно для других продуктов, которые она предоставляет, например, энергетики, говорит Хейден.

Его лаборатория в настоящее время проводит более полное понимание того, как эффект Варбурга может помочь клеткам размножаться.Это перефокусирует вопрос,- говорит он.

Не столь обязательно узнать то, как эффект Варбурга способствует клеткам переделать глюкозу в клеточную массу, но то, почему эти преобразования помогают клеткам питаться аминокислотами, чтобы построить больше таких же клеток.