Фермент Гексокиназа-2 (HK2) является неотъемлемой составляющей метаболизма глюкозы, когда, при отсутствии кислорода клетки глюкозы разлагаются, образовывая молочную кислоту. Этот процесс называется гликолиз. При раковом заболевании рост опухолевых клеток стимулирует превращения глюкозы в лактат даже в присутствии кислорода (аэробный гликолиз).

Исследователи обнаружили, что удаление HK2 у подопытных мышей, генетически склонных к развитию медуллобластомы, снижает агрессивность опухоли, что позволяет обеспечить долгосрочное выживание животных. Д-р Тимоти Гершон, который вел это исследование, пояснил: "Еще в 1924 году Отто Варбург предположил, что раковая опухоль использует гликолиз, чтобы обеспечить себя энергией для роста даже в присутствии кислорода. Мы обнаружили, что аэробный гликолиз является процессом, который поддерживает злокачественный рост. Стало очевидным, что обмен веществ и биоэнергетика регулируется генами рака. Рак и метаболизм однозначно связаны с удовлетворением потребностей растущей опухоли".

Фермент, метаболизирующий глюкозу, необходимый для роста опухоли, присутствует в высоких концентрациях в раковых клетках, но в очень малых концентрациях в нормальных взрослых тканях. Удаление гена этого фермента останавливает рост раковых опухолей у лабораторных мышей, не вызывая неблагоприятных побочных эффектов, сообщают Нисcим Хай (Nissim Hay), профессор биохимии и молекулярной генетики UIC, и его коллеги в журнале Cancer Cell.

Таргетинг метаболизма глюкозы в терапии рака – без негативных последствий для всего организма – всегда был «сомнительной» стратегией, говорит профессор Хай. Но он и его коллеги показали, что фермент метаболизма глюкозы гексокиназа-2 (HK2) может быть почти полностью удален из организма взрослых мышей, не затрагивая нормальных метаболических функций и продолжительности жизни.

Фермент гексокиназа-2 в изобилии присутствует в тканях эмбриона, но отсутствует в большинстве клеток взрослого организма, где его роль в обмене веществ берут на себя родственные ему ферменты. Одним из изменений, которые помечают клетку как раковую, является экспрессия этого эмбрионального фермента. Профессор Хай и его коллеги показали, что эмбриональная версия необходима раковым клеткам для роста и размножения и что ее удаление останавливает рост опухоли.

Исследователи вывели штамм мышей, у которых можно «выключить» или удалить ген HK2 во взрослом состоянии, и установили, что у этих мышей не могли развиваться и сохраняться раковые опухоли легких и молочной железы, но во всем остальном такие животные оставались совершенно нормальными и здоровыми.

«Мы системно удалили ген HK2 у этих мышей, и они живут уже более двух лет. Продолжительность их жизни такая же, как и у нормальных животных», – говорит Хай. В экспериментах на клетках человеческого рака легких и молочной железы полное удаление гексокиназы-2 приводит к остановке роста клеток.

«Мы считаем, что процесс, который мы использовали, чтобы удалить ген HK2, не является абсолютно совершенным, и у таких мышей должен оставаться некоторый низкий уровень HK2. Но он, кажется, достаточен для клеток, использующих HK2, а терапевтический эффект на опухоли у таких мышей стабилен».

Профессор Хай полагает, что гексокиназа-2 участвует в создании строительных блоков ДНК раковых клеток, которые нуждаются в большом количестве всех клеточных компонентов, поскольку быстро делятся. Без HK2 раковые клетки не могут создать достаточного количества ДНК для новых клеток и поэтому рост опухоли останавливается.

Результаты исследования могут стать толчком к созданию принципиально новой группы препаратов, действующих на генетическом уровне и блокирующих рост некоторых опухолей головного мозга, в частности, медуллобластомы.

Однако, уже сейчас существуют исследования, показывающие, что некоторые растительные вещества способны уменьшить активность гексокиназы-2 НК2. К таким растениям относятся: Индийское кино-дерево (исследование - www.ncbi.nlm.nih.gov) и Пажитник ( Trignolla trigonella, исследование - www.ncbi.nlm.nih.gov).

Источник информации: www.cell.com

Подпишитесь на НОВОСТИ и получайте эксклюзивную информацию о самых последних исследованиях по противостоянию раку. Информация доступна только подписчикам.

Если вы нашли мою работу и информацию на сайте полезной, пожалуйста, пожертвуйте, чтобы продемонстрировать свою поддержку! Спасибо!