Статьи

Фермент АМРК может стать ключом к ограничению роста раковых клеток



Клетки лимфомы

Клетки лимфомы

На основании результатов своего последнего исследования ученые Университета Мак-Гилла (McGill University) утверждают, что ключевой регулятор энергетического обмена раковых клеток, известный как AMP-активируемая протеинкиназа (AMP-activated protein kinase, AMPK), может играть важнейшую роль в ограничении их роста.

AMPK можно назвать клеточным указателем уровня топлива. Эта протеинкиназа включается при изменении энергетики клетки и помогает повысить метаболизм при понижении энергетического уровня, например, во время физических упражнений или при голодании. Как установили канадские исследователи, AMPK регулирует и метаболизм раковых клеток и может, таким образом, затормозить их рост.

Это открытие было сделано Расселом Джонсом (Russell Jones), PhD, доцентом Научно-исследовательского онкологического центра Гудмена (Goodman Cancer Research Centre) и кафедры физиологии медицинского факультета Университета Мак-Гилла. Доктор Джонс и его группа впервые показали, что AMPK может выступать в качестве опухолевого супрессора, по крайней мере, у животных. Исследование опубликовано в журнале Cell Metabolism.

«Рак – заболевание, при котором клетки теряют нормальные ограничители роста и начинают делиться бесконтрольно. Но для того чтобы клетки могли быстро расти, им нужно достаточное количество энергии», — объясняет доктор Джонс. «Протеинкиназа AMPK действует как датчик уровня топлива в вашем автомобиле – она оповещает организм о низком уровне энергии и останавливает рост клеток, пока в баллоне не будет достаточного количества газа. Мы хотели узнать, может ли этот датчик уровня топлива влиять на развитие и прогрессирование рака, и установили, что у мышей без AMPK опухоли развиваются быстрее. Это говорит о том, что AMPK играет важную роль в осуществлении контроля над ростом опухоли, по крайней мере, при некоторых видов рака».

В данном случае ученые сфокусировали свое внимание на типе рака крови, известном как лимфома. Они установили, что белок Myc, активированный более чем при половине всех типов рака, способствует ускоренному развитию лимфомы у мышей, не экспрессирующих AMPK.

Одним из механизмов, с помощью которого раковые клетки поддерживают повышенную скорость роста, является изменение метаболизма, то есть того, как они генерируют энергию. Раковые клетки отличаются от нормальных клеток нашего организма тем, что в качестве топлива преимущественно используют сахар. Доктор Джонс установил, что AMPK играет особую роль в ограничении этой способности раковых клеток.

«Метаболизм раковых клеток с низким уровнем AMPK ускоряется», — поясняет доктор Джонс. «Они используют сахар более эффективно, что позволяет им расти быстрее. Эти результаты позволяют предположить, что включение AMPK в раковых клетках может быть одним из способов ограничить опухолевый рост».

Открытие доктора Джонса основано на результатах его предыдущего исследования, свидетельствующих о том, что широко назначаемый противодиабетический препарат метформин может ограничивать рост опухолевых клеток. Эти данные открывают перспективу использования известных препаратов, активирующих AMPK и изменяющих клеточный метаболизм, таких как метформин, в качестве новых инструментов для лечения рака. В настоящее время д-р Джонс и его коллеги изучают возможность клинического использования результатов своих исследований.

Протеинкиназа AMPK является метаболическим сенсором, помогающим поддерживать энергетический гомеостаз клетки. Несмотря на доказательства связи AMPK с функциями опухолевых супрессоров, ее роль в туморогенезе и метаболизме раковых клеток во многом неизвестна. Ученые Университета Мак-Гилла показали, что AMPK негативно регулирует аэробный гликолиз (эффект Варбурга) в раковых клетках и подавляет опухолевый рост in vivo. Генетическая абляция α1 каталитической субъединицы AMPK ускоряет Myc-индуцированный лимфомагенез. Инактивация AMPKα как в измененных, так и в неизмененных клетках способствует метаболическому переходу к аэробному гликолизу, повышенному включению углерода глюкозы в липиды и увеличению биомассы. Эти метаболические эффекты требуют нормоксической стабилизации гипоксия-индуцируемого фактора-1α (hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α), так как сайленсинг HIF-1α отменяет переход к аэробному гликолизу и биосинтетическим и пролиферативным преимуществам, обусловленным подавлением сигналинга AMPKα. В целом, полученные результаты показывают, что активность AMPK противостоит развитию опухолей и ее потеря способствует опухолевой прогрессии, частично за счет регуляции метаболических путей, поддерживающих рост и пролиферацию клеток.

По материалам

Cellular Fuel Gauge May Hold the Key to Restricting Cancer Growth



Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

0


Сергей Дерунец

Об авторе

Дерунец Сергей Владимирович, врач анестезиолог-реаниматолог первой квалификационной категории

Комментировать