Poznano jeden z trików, jakie stosuje nowotwór atakujący ludzki organizm

Nowotwór zachowuje się trochę jak wygłodniały potwór – guzy potrzebują ogromnych dostaw aminokwasów i nukleotydów, by móc się rozrastać i przetrwać w organizmie ludzkim. Do niedawna nie rozumiano jeszcze w jaki sposób rak zaspokaja swój olbrzymi apetyt, jednak naukowcy z Caltech odkryli ostatnio, że kluczową rolę w procesie „karmienia” nowotworu odgrywa pewien specyficzny cukier, znany jako GlcNAc.

W artykule opublikowanym w Science, naukowcy prowadzeni przez prof. Lindę Hsieh-Wilson donoszą, że w odpowiedzi na otoczenie, komórki nowotworowe zmieniają proces przebiegu glikozylacji, reakcji łączenia węglowodanów z białkami, przy czym modyfikacja ta pomaga nowotworowi przetrwać.

Kiedy badacze zablokowali u myszy łączenie GlcNAc z białkami, rozrost guzu został powstrzymany.

Badacze użyli chemicznych narzędzi oraz technik modelowania molekularnego, których są twórcami, aby stwierdzić, czy GlcNAc zahamuje glikolizę (nie mylić z glikozylacją, przyp. tłum.), czyli metaboliczny ciąg, składający się z 10 reakcji enzymatycznych.

W normalnych komórkach glikoliza jest centralnym procesem, w konsekwencji którego produkowane są wysoce energetyczne związki chemiczne potrzebne każdej komórce do właściwej pracy.

Zespół badaczy odkrył, że w momencie gdy G1cNAc łączy się z enzymem PFK1, glikoliza zostaje zablokowana na wczesnym etapie. W ten sposób komórki guza nie otrzymują związków chemicznych potrzebnych im do przetrwania.   

To nie pierwszy raz, kiedy badacze zidentyfikowali mechanizm, za pomocą którego komórki rakowe otrzymują niezbędne do przeżycia związki. Jednakże odkrywane dotąd mechanizmy opierały się głównie na modyfikacji lub mutacji - zmianach o charakterze stałym.

To, co niezwykłe w GlcNAc, to dynamika tego procesu i jego odwracalność. Pozwala to komórkom rakowym na bardzo szybki wzrost metabolizmu w zależność od tego, co napotkają w swoim środowisku. 

Zespół Hsieh-Wilson zauważył, że glikozylacja zostaje ulepszona w warunkach towarzyszących nowotworowi, takich jak niski poziom tlenu i że przyłączanie PFK1 zależne jest od dostępności składników odżywczych.

Gdy tych składników brak, glikozylacja zostaje wzmożona, a nowotwór kompensuje sobie niedostatek „pokarmu” poprzez modyfikację metabolizmu komórek. Nadzieję na przyszłość niesie fakt, iż kiedy naukowcy zamienili zarażone PFK1 zdrowym bądź zmodyfikowanym, PFK1 nie mógł być już przyłączany, a rozrost raka został zahamowany.