(Credit: Institutele Naționale de Sănătate)

"Ideea că absorbția crescută a glucozei este un semn distinctiv metabolic al celulelor canceroase este profund înglobată în gândirea noastră. Este baza modului în care diagnosticăm cancerul și gestionăm tratamentul acestuia în clinică", spune Gary Patti. Deasupra: celulele HeLa în cultură. (Credit: National Institutes of Health)

Celulele canceroase sunt definite de capacitatea lor de creștere necontrolată, o celulă devenind rapid două, iar două devenind multe.

„Este un proces fascinant”, spune Gary Patti, profesor asociat de chimie la Universitatea Washington din St. Louis. „Imaginați-vă că creați două copii ale dumneavoastră la fiecare câteva zile, în loc să mențineți doar cea pe care o aveți. În ultimii 15 sau 20 de ani, oamenii au devenit cu adevărat interesați de modul în care o celulă face asta. ”

De mai bine de 80 de ani, ideea dominantă a fost că celulele canceroase își alimentează creșterea explozivă absorbind glucoza din sânge, folosind energia și atomii săi pentru a scoate seturi duplicate de componente celulare. Unul dintre motivele pentru care este preluată o cantitate mare de glucoză este acela de a produce lipidele sau grăsimile care sunt asamblate în membranele celulare, voalurile subțiri care separă conținutul unei celule de mediul său.

În anii '1970 și '80, oamenii de știință care lucrau cu glucoză marcată radioactiv au arătat că practic toate lipidele din celulele tumorale erau fabricate din glucoză pe care celulele o preluau din mediul extracelular, o constatare care aparent a coroborat „ipoteza glucozei”.

Ipoteza glucozei

Ipoteza are sens, dar la fel ca multe alte lucruri care au sens, este posibil să nu fie corectă.

În timp ce urmărea alte lucrări, Patti a descoperit că fibroblastele proliferante își produc cele mai multe lipide din glucoză numai dacă sunt cultivate în mediu standard de cultură celulară, care este bogat în nutrienți, dar lipid în lipide.

Când oamenii de știință au adăugat mediul de cultură cu lipide, crescând concentrațiile la cele tipice sângelui, celulele au preferat să elimine lipidele din mediu, mai degrabă decât să le sintetizeze. Și în aceste condiții, celulele care se divid rapid nu au preluat mai multă glucoză decât celulele care nu se divid.

Efectul a fost descoperit în culturile de fibroblaste, care se împart până se ating unul pe altul și apoi se opresc, oferind oamenilor de știință șansa de a compara metabolismul celulelor proliferante și în repaus.

Dar intrigați de „efectul lipidic”, oamenii de știință l-au verificat în două linii de celule canceroase, celebrele celule HeLa și o linie celulară de cancer pulmonar numită H460. Aceste linii celulare au răspuns mai puțin puternic, dar în mod similar concentrațiilor de lipide.

Rezultatul uimitor, raportat în jurnal Biologie chimică celulară, pune sub semnul întrebării aspecte ale cercetării și tratamentului cancerului bazate pe ipoteza glucozei.

„A fost posibil să ne gândim la metabolismul glucozei la nivelul sistemelor doar în ultimii ani”, spune Patti, referindu-se la noua disciplină a metabolomicii. Inainte de asta, tehnologia de a urmari glucoza prin toate caile metabolice posibile pur si simplu nu exista.

„Ideea că absorbția crescută de glucoză este un semn distinctiv al celulelor canceroase este profund înglobată în gândirea noastră. Este baza modului în care diagnosticăm cancerul și gestionăm tratamentul acestuia în clinică. ”

În scanările de diagnostic FDG-PET, pacienților li se injectează o cantitate mică dintr-un analog de glucoză care include un atom radioactiv și apoi sunt scanate pentru a crea imagini de absorbție a glucozei de către diferite organe. Petele luminoase de pe aceste imagini indică potențialul cancer.

Zburând sub radar

„Studiul nostru ridică întrebări cu privire la sensibilitatea acestor scanări”, spune Patti. Poate celulele canceroase pot trăi din grăsimile care plutesc în sânge, mai degrabă decât să le producă din glucoză, în special în cazul pacienților obezi sau diabetici ale căror concentrații de lipide din sânge pot fi mai mari decât în ​​mod normal.

Ar putea acest lucru să permită celulelor canceroase să zboare sub radar, ducând la negative negative?

Datorită ipotezei glucozei, oamenii de știință au dedicat multă atenție dezvoltării terapiilor împotriva cancerului care inhibă fie metabolismul glucozei, fie sinteza lipidelor. Dar dacă presupunerea este greșită, blocarea metabolismului glucozei ar încetini creșterea celulelor? Nu ar fi celulele doar să elimine lipidele din împrejurimile lor?

Pentru a testa această posibilitate, oamenii de știință au încercat să-și dozeze liniile celulare cu 2DG, o moleculă de glucoză cu un atom de hidrogen substituit cu un grup hidroxil (OH) care se blochează în calea care descompune glucoza. Ei au descoperit că, dacă au adăugat culturile și cu lipide, 2DG a fost mult mai puțin eficient în încetinirea creșterii celulelor canceroase.

Aceasta constatare contesta motivarea din spatele unei strategii pentru uciderea celulelor canceroase, spune Patti. 2DG se află acum în studii clinice.

Dacă descoperirile sugerează că celulele canceroase ar putea să nu răspundă așa cum se spera la medicamentele care blochează absorbția glucozei, sugerează, de asemenea, că blocarea absorbției lipidelor ar putea fi eficientă.

Oamenii de știință au testat această idee prin dozarea culturilor lor cu un medicament numit SSO care se leagă ireversibil de un transportor de lipide din membrana celulară, inhibând absorbția lipidelor. Când au făcut acest lucru, toate cele trei linii de celule au fost mai lente să crească și să se împartă.

Poate ar trebui sa ne gandim mai mult la inhibarea absorbtiei lipidelor, spune Patti. „Ultimul punct - și cred că majoritatea oamenilor acceptă acest lucru - este că culturile de celule sunt sisteme extrem de artificiale care deseori dau rezultate înșelătoare. Indiferent dacă descoperirile culturii celulare se traduc prin modele animale sau pacienți este cu adevărat îndoielnic; este greu să le pui multă încredere în ele.

„În acest caz, mediul standard de cultură celulară pe care îl folosește toată lumea are concentrații atât de scăzute de lipide încât înclină cu adevărat ceea ce fac celulele din cultură. Chiar dacă facem cu toții aceeași cultură celulară în același mod, este periculos să presupunem că rezultatele se aplică clinicii. ”

Sursa: Universitatea Washington din St. Louis

Carte înrudită:

at InnerSelf Market și Amazon