Все клетки нашего тела запрограммированы на смерть. По мере взросления наши клетки накапливают токсичные молекулы, от которых они заболевают. В ответ они в конечном итоге разрушаются и умирают, освобождая путь для роста новых, здоровых клеток. Этот "запрограммированная гибель клеток" это естественная и важная часть нашего благополучия. Каждый день миллиарды клеток умирают таким образом, чтобы весь организм продолжал функционировать так, как должен.
Но, как и в любой программе, могут возникать ошибки, и поврежденные клетки, которые должны умереть, продолжают расти и делиться. Эти поврежденные клетки могут со временем стать злокачественными и образовывать опухоли. Чтобы таким образом избежать запрограммированной гибели клеток, раковые клетки реорганизуют свой метаболизм, чтобы они могли обманывать смерть и бесконечно размножаться.
Исследователи рака на протяжении десятилетий знали, что опухоли используют более быстрый метаболизм по сравнению с нормальными клетками нашего тела. Классическим примером этого является то, что раковые клетки увеличивают потребление глюкозы, чтобы подпитывать свой быстрый рост и противодействовать запрограммированной гибели клеток. Это означает, что ограничение потребления глюкозы в раковых клетках становится привлекательным инструментом для лечения рака.
Новая надежда?
Возможно, вы видели статьи или веб-сайты, пропагандирующие, что голодание пациентов по сахару имеет решающее значение для избавления от опухолей или что употребление меньшего количества сахара снижает риск рака. История не так проста. Раковые клетки всегда находят альтернативу топливу для своего резервуара глюкозы, независимо от того, как мало сахара мы глотаем. Нет прямой связи между употреблением сахара и заболеванием раком, и всегда рекомендуется поговорить с врачом, если вы сомневаетесь в своей диете.
Исследователи продемонстрировали, что раковые клетки используют глюкозу для выработки строительных блоков клеточных соединений, необходимых для быстрого роста опухоли. Они также используют его для создания молекул, которые защищают от токсического накопления активных форм кислорода, молекул, повреждающих клетки, которые активируют запрограммированную гибель клеток. Это означает, что глюкоза служит главным защитником от гибели клеток.
Если количество потребляемого нами сахара не влияет на этот процесс, нам нужно ответить на вопрос, как раковые клетки получают указание потреблять больше глюкозы. Кто заправляет топливный бак? Мы обнаружили, что то, что позволяет опухолям таким образом избежать естественной причины смерти, – это белок, который избыточно продуцируется практически при каждом раке человека, но не в нормальных клетках.
Турбированный рост
В недавнем исследовании, опубликованном в Nature Communications, мы показали, что раковые клетки стимулируют избыточное производство белка, известного как PARP14, что позволяет им использовать глюкозу для ускорения своего роста и отмены естественного контроля гибели клеток. Используя комбинацию подходов генетической и молекулярной биологии, мы также продемонстрировали, что ингибирование или снижение уровня PARP14 в раковых клетках приводит их к смерти от голода.
Лучшая новость заключается в том, что, сравнивая раковые ткани (биопсии) пациентов, переживших рак, и тех, кто умер, мы обнаружили, что уровни PARP14 были значительно выше у тех пациентов, которые умерли. Это означает, что уровни PARP14 в раковых тканях также могут предсказать, насколько агрессивным будет рак и каковы шансы на выживание пациента.
Это означает, что лечение, которое может блокировать белок, может стать значительной революцией в будущем лечения рака. Более того, в отличие от традиционной химиотерапии и лучевой терапии, использование ингибиторов PARP14 убивает только раковые клетки, а не здоровые. Следующим шагом является разработка и создание новых лекарств, которые могут блокировать этот белок, и разработка способов их безопасного применения у пациентов.