Ćelije raka su kameleoni. Oni potpuno menjaju svoj metabolizam da bi kontinuirano rasli. Naučnici sa Univerziteta u Bazelu otkrili su da visoki nivoi aminokiseline arginina pokreću metaboličko reprogramiranje kako bi se podstakao rast tumora. Ova studija sugeriše nove puteve za poboljšanje lečenja raka jetre.
Jetra je vitalni organ sa mnogim važnim funkcijama u telu. Metaboliše hranljive materije, skladišti energiju, reguliše nivo šećera u krvi i igra ključnu ulogu u detoksikaciji i uklanjanju štetnih komponenti i lekova. Rak jetre je jedan od najsmrtonosnijih vrsta raka na svetu. Stanja koja izazivaju rak jetre uključuju gojaznost, prekomernu konzumaciju alkohola i infekciju hepatitisom C. Rana dijagnoza i odgovarajuće terapijske strategije su ključne za poboljšanje tretmana raka jetre.
U protekloj deceniji, naučnici su mnogo napredovali u razumevanju višestrukih aspekata raka. Istorijski gledano, dugo se smatralo poremećajem u proliferaciji ćelija. Međutim, sve je više dokaza da je rak metabolička bolest.
Drugim rečima, rak nastaje kada ćelije promene svoj metabolizam kako bi omogućile nekontrolisanu proliferaciju ćelija. Kako ćelije menjaju svoj metabolizam i kako ova promena dovodi do tumorigenosti? Svojom novom studijom u Cell, istraživači predvođeni profesorom Majklom N. Holom na Biozentrum, Univerzitet u Bazelu, otkrili su ključni pokretač metaboličkog preokretanja ćelija raka jetre.
Zdrave ćelije jetre postepeno menjaju svoje ponašanje kada se pretvaraju u ćelije raka. Oni reprogramiraju svoj metabolizam da rastu što je brže moguće, na primer, troše mnogo više glukoze od normalnih ćelija i poboljšavaju unos hranljivih materija.
„Istražili smo uzorke tumora jetre kod miševa i pacijenata i otkrili povišene nivoe arginina, iako ćelije raka proizvode manje ili ništa od ove aminokiseline. Ćelije tumora akumuliraju visoke nivoe arginina povećavajući njegov unos i potiskujući njegovu potrošnju“, kaže glavni autor dr Dirk Mosman.
„Dalje, otkrili smo da su visoki nivoi arginina neophodni za razvoj tumora, nezavisno od uloge aminokiseline u sintezi proteina. Ovo je onda postavilo pitanje: Kako arginin dovodi do tumorigenosti?“
U visokim koncentracijama, arginin se vezuje za određeni faktor, koji pokreće metaboličko reprogramiranje i promoviše rast tumora regulacijom ekspresije metaboličkih gena. Kao posledica toga, tumorske ćelije se vraćaju u nediferencirano stanje ćelija embriona, u kojem se mogu deliti neograničeno. Zanimljivo je da tumorske ćelije takođe imaju koristi na drugi način od povećanja uzimanja arginina.
„Naše imunološke ćelije zavise od arginina da bi pravilno funkcionisale“, kaže Mossmann. „Stoga, iscrpljivanje arginina u okruženju tumora pomaže ćelijama tumora da pobegnu od imunološkog sistema.“
Šta ovi nalazi znače za terapiju raka? Naučnici predlažu da se cilja na specifični faktor vezivanja arginina, a ne na iscrpljivanje arginina.
„Kada lečimo tumore jetre lekom protiv raka indisulamom, mi izazivamo degradaciju ovog faktora i na taj način sprečavamo metaboličko reprogramiranje“, dodaje Mosman. „Ovim putem se mogu izbeći neželjeni neželjeni efekti smanjenja ukupnog nivoa arginina, kao što je oštećenje imunih ćelija kojima je arginin potreban da bi pravilno funkcionisali.
Štaviše, metaboličke promene kao što su povećani nivoi arginina mogu poslužiti kao biomarkeri za otkrivanje raka u ranoj fazi, što je ključno za uspešno lečenje raka i preživljavanje pacijenata.
