A rák éheztetése
A kutatók felfedezték, hogy az agyrákos sejtek átprogramozzák cukoranyagcseréjüket, ami egy olyan sebezhető pont, amelyet egérkísérletekben sikerült kihasználni a tumor növekedésének gátlására és a terápiás eredmények javítására.
A glioblasztomák a legagresszívebb típusú rosszindulatú agydaganatok, és az ezzel a betegséggel diagnosztizált betegek általában csak egy-két évet élnek. Ezekben a daganatokban a normális agysejtek megváltoztatják viselkedésüket, gyorsan szaporodnak és terjednek a környező szövetekbe. Az egészséges agysejtekkel ellentétben a rákos sejtek alapvetően más módon dolgozzák fel a tápanyagokat. A Nature folyóiratban nemrég megjelent tanulmányban a Michigani Egyetem tudósai, köztük a Rogel Rákközpont, az Idegsebészeti Tanszék és a Biomérnöki Tanszék kutatói azt vizsgálták, hogy a glioblasztoma sejtek hogyan metabolizálják a glükózt.
Eredményeik feltárták, hogy ezek a daganatok a normál agyszövethez képest eltérő tápanyagutakra támaszkodnak, és ez új kezelési lehetőséget nyitott meg. „Megváltoztattuk az egerek étrendjét, és ezzel jelentősen le tudtuk lassítani, sőt, blokkolni tudtuk ezeknek a daganatoknak a növekedését” – mondta Daniel Wahl, MD, Ph.D., a sugárterápiás onkológia docense.
A hagyományos kezelések műtéttel kezdődnek, amelyet sugárterápia és kemoterápia követ. A daganatok azonban végül visszatérnek, majd rezisztenssé válnak a kezeléssel szemben. A kutatók korábban már kimutatták, hogy ez a rezisztencia a rákos sejteken belüli metabolikus újrahuzalozásnak köszönhető.
„Ahhoz, hogy valóban megértsük ezeket az agydaganatokat és javítsuk a betegek kezelését, kemény munkát kellett végeznünk a daganatok tanulmányozásával az élő szervezetekben is, nem csak a laboratóriumban” – mondta Wajd Al-Holou, MD, agydaganat idegsebész, aki a Michigan Multidiszciplináris Agydaganat Klinika társigazgatója.
Az agy rákos sejtjei másképp használják fel a cukrokat, mint az egészséges sejtek. Az anyagcsere az a folyamat, amelynek során testünk lebontja a szénhidrátokhoz és fehérjékhez hasonló molekulákat, hogy sejtjeink felhasználhassák őket, vagy új molekulákat építhessenek belőlük. Bár mind az agy, mind a rákos sejtek cukortól függenek, a kutatócsoport meg akarta vizsgálni, hogy másképp használják-e fel a cukrot.
„Ez egy metabolikus elágazás” – mondta Andrew Scott, Ph.D., Wahl laboratóriumának kutatója. „Az agy a cukrot energiatermelésre és a gondolkodáshoz és az egészséghez szükséges neurotranszmitterek előállítására fordítja, de a daganatok a cukrot átirányítják, hogy több rákos sejt számára anyagokat állítsanak elő.”
A glioblasztómák viszont leállították ezeket a folyamatokat, és helyette a cukrot olyan molekulákká alakították át, mint a nukleotidok – a DNS és az RNS építőkövei –, amelyek segítették őket növekedni és behatolni a környező szövetekbe. A kutatók azonban más fontos különbségeket is észrevettek. A normális agy cukrot használt az aminosavak, a fehérjék építőköveinek előállításához. Az agydaganatok azonban úgy tűnt, hogy kikapcsolták ezt az utat, és ehelyett a vérből szedték ki ezeket az aminosavakat. Ez a felfedezés arra késztette a kutatókat, hogy megvizsgálják, vajon bizonyos aminosavak vérszintjének csökkentése hatással lehet-e az agydaganatra anélkül, hogy a normális agyat érintené. Megvizsgálták, hogy az aminosav-szegény étrenddel táplált egereknél jobb-e a kezelés eredménye. „Amikor eltávolítottuk az egerekből a szerin és a glicin aminosavakat, azok jobban reagáltak a sugár- és kemoterápiára, és a daganataik kisebbek voltak, mint a szerinnel etetett kontroll egereké” – mondta Deepak Nagrath, Ph.D., a biomérnöki tudományok professzora, a tanulmány társszerzője.
Az egereken végzett méréseik alapján a csapat matematikai modelleket is készített, amelyekkel nyomon követhető, hogy a glükóz hogyan használódik fel a különböző anyagcsere-útvonalakban, ami segíthet más gyógyszercélpontok azonosításában. A tanulmány társszerzője, Costas Lyssiotis, Ph.D., molekuláris és integratív fiziológia professzor, az anyagcsere-útvonalakat utakhoz, a gyógyszereket pedig útlezárásokhoz hasonlította: Egy forgalmas gyorsforgalmi úton elhelyezett útlezárás nagyobb hatást gyakorol, mint egy alacsonyabb sebességkorlátozású, kevés forgalmú vidéki úton elhelyezett útlezárás. Hasonlóképpen, egy normális agyban az aminosav szerin vérből való felvétele olyan, mint egy lassú vidéki út. Az agyrák azonban olyan, mint egy forgalmas autópálya.
A csapat hamarosan klinikai vizsgálatokat indít annak tesztelésére, hogy a vér szerinszintjét korlátozó speciális étrendek, amelyek az egereknél már beváltak, segíthetnek-e a glioblasztóma-beteg embereken is.