Недостающий витамин может остановить раковые клетки

Лишите раковые клетки витамина B7, и они потеряют свой метаболический «план побега», обнажив новое ахиллесово пято. Изображение: AI/ScienceDaily.com

Исследователи из Университета Лозанны (Unil) обнаружили новый биологический механизм, который выявляет критическую уязвимость опухолевых клеток при лишении их витамина B7.

Все клетки должны адаптироваться к изменениям в поступлении питательных веществ, чтобы выжить. Однако некоторые клетки становятся особенно зависимыми от глутамина — аминокислоты, играющей ключевую роль в метаболизме. Глутамин поставляет необходимые компоненты для построения белков и ДНК, и без него клетки не могут продолжать расти и делиться.

Раковые клетки — яркий пример. Многие опухоли проявляют так называемую «глутаминовую зависимость», то есть сильно зависят от этого питательного вещества. Хотя эта зависимость считается слабостью, многие виды рака находят способы обойти её. В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Cell, команда под руководством Алексиса Журдена, доцента кафедры иммунобиологии (DIB) медицинского факультета биологии и медицины (FBM) Unil, проливает новый свет на клеточные процессы, лежащие в основе этой адаптивности.

Как пируват и витамин B7 поддерживают рост клеток

Исследование, проведённое доктором Мириам Лисчи, постдоком в лаборатории профессора Журдена, было сосредоточено на богатых углеродом молекулах, особенно пирувате. Эти молекулы могут позволить клеткам продолжать делиться даже при дефиците глутамина.

Команда обнаружила, что этот процесс зависит от митохондриального фермента пируваткарбоксилазы. Для работы этого фермента необходим витамин B7 (биотин). Когда витамин B7 недоступен, фермент перестаёт функционировать, и рост клеток прекращается. Таким образом, биотин действует как «метаболическая лицензия», позволяя пирувату питать энергетическую систему клетки и компенсировать нехватку глутамина.

Мутации гена FBXW7 увеличивают уязвимость рака

Исследование также выявило новую роль гена FBXW7, часто связанного с раком.

«Когда FBXW7 мутирован — что часто встречается при определённых видах рака — пируваткарбоксилаза частично исчезает, пируват больше не может эффективно использоваться, и клетки становятся зависимыми от глутамина», — объясняет Мириам Лисчи, первый автор статьи.

Исследователи продемонстрировали, что специфические мутации FBXW7, обнаруженные у пациентов, могут напрямую вызывать эту повышенную зависимость от глутамина. Эти открытия стали возможными благодаря сотрудничеству с платформами метаболомики и протеомики FBM, а также с командой профессора Оуэна Скиннера из Северо-Восточного университета в США.

Почему некоторые методы лечения рака терпят неудачу и что дальше

Полученные данные также помогают объяснить, почему терапии, направленные на блокировку глутамина, не всегда успешны. Раковые клетки могут переключаться на альтернативные метаболические пути, чтобы выжить.

«В долгосрочной перспективе это исследование открывает новые пути для лучшего понимания метаболических уязвимостей рака и для разработки инновационных терапевтических стратегий, учитывающих большую метаболическую гибкость опухолевых клеток, в частности, путём одновременного воздействия на несколько метаболических путей», — заключает Алексис Журден, старший автор исследования.

Источники: sciencedaily.com, University of Lausanne.