Дефицит глюкозы убивает раковые клетки

Острый дефицит глюкозы в раковых клетках запускает механизм обратной связи, приводящий к их гибели, сообщает журнал Molecular Systems Biology.

Команда американских исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе изучала связь между метаболизмом глюкозы и биохимией злокачественных опухолей и получила данные, на первый взгляд противоречащие друг другу.

«Наше открытие поразительно тем, что снижение концентрации глюкозы приводит одновременно и к гибели раковых клеток, и к активации фосфорилирования белков по тирозину. Но активация работы тирозинкиназ, катализирующих процессы фосфорилирования, как правило, вызывает рост опухолевых клеток», – объясняет проблему ведущий ученый Николас Грэм (Nicholas A. Graham).

Исследование показало, что при глюкозном голодании в раковых клетках срабатывает петля положительной обратной связи. То есть концентрация активных форм кислорода (reactive oxygen species, ROS) возрастает. Это, в свою очередь, подавляет негативные регуляторы сигналинга тирозина. То есть белки, которые должны вовремя останавливать процессы фосфорилирования, не срабатывают. Продолжающееся чрезмерное (надфизиологическое) фосфорилирование тирозина приводит к дополнительному образованию активных форм кислорода и т.д. В результате нарастающий окислительный стресс подавляет и убивает раковые клетки.

«Полученные нами результаты иллюстрируют, насколько хрупким является равновесие между метаболизмом и сигналингом (управлением метаболическими процессами) при поддержании гомеостаза раковой клетки», – комментирует глава проекта Томас Грабер (Thomas Graeber).

Авторы исследования уже ведут разработку терапевтических путей применения обнаруженной ими петли положительной обратной связи. Например, уже обнаружено, что сочетание краткосрочного дефицита глюкозы с ингибитором тирозинфосфатазы приводит к синэргической гибели раковых клеток.

Ссылки по теме:
 

Glucose deprivation activates a metabolic and signaling amplification loop leading to cell death – Molecular Systems Biology, doi:10.1038/msb.2012.20, 26 June 2012 

Фото: shutterstock.com