Blog

Η γλυκόλυση είναι ένα σημαντικό μονοπάτι αποικοδόμησης σακχάρων στο οποίο βασίζονται ιδίως τα καρκινικά κύτταρα.

Επιστήμονες από το Γερμανικό Κέντρο Ερευνών για τον Καρκίνο (DKFZ) έδειξαν τώρα ότι τα καρκινικά κύτταρα του ήπατος σε ποντίκια και ανθρώπους εξαρτώνται από ένα κεντρικό ένζυμο της γλυκόλυσης, την αλδολάση Α.

Όταν αυτό απενεργοποιηθεί, η γλυκόλυση αντιστρέφεται από μια διαδικασία παραγωγής ενέργειας σε μια διαδικασία κατανάλωσης ενέργειας. Αυτό οδηγεί σε μαζική έλλειψη ενέργειας, από την οποία το κύτταρο δεν μπορεί να σωθεί μεταβαίνοντας σε άλλες μεταβολικές οδούς, και τελικά σε βραδύτερη ανάπτυξη του όγκου στα ποντίκια.

Η γλυκόλυση είναι μια κεντρική μεταβολική οδός μέσω της οποίας τα κύτταρα λαμβάνουν ενέργεια από σάκχαρα. Ειδικά τα καρκινικά κύτταρα θεωρούνταν επί μακρόν ότι εξαρτώνται από την ενέργεια που λαμβάνεται μέσω της γλυκόλυσης, ένα φαινόμενο γνωστό ως “φαινόμενο Warburg”.

Σήμερα γνωρίζουμε ότι τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να αξιοποιήσουν τις πηγές ενέργειας με μεγαλύτερη ευελιξία από ό,τι θεωρούσαμε προηγουμένως. Ακόμη και αν η γλυκόλυση είναι μπλοκαρισμένη, επιβιώνουν λαμβάνοντας την ενέργειά τους μέσω της αναπνευστικής αλυσίδας, ενώ καταναλώνουν οξυγόνο.

Αυτό καθιστά ακόμη πιο εκπληκτικά τα αποτελέσματα που δημοσίευσαν τώρα η Almut Schulze και οι συνεργάτες της από το Γερμανικό Κέντρο Έρευνας για τον Καρκίνο (DKFZ): Όταν οι ερευνητές μπλοκάρουν το ένζυμο αλδολάση Α, το οποίο καταλύει ένα σημαντικό στάδιο της γλυκόλυσης, τα καρκινικά κύτταρα του ήπατος περνούν σε “ενεργειακό στρες” και παύουν τη δραστηριότητα διαίρεσής τους.

Η ομάδα το απέδειξε αυτό σε καρκινικά κύτταρα του ήπατος ποντικών καθώς και σε διάφορες ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές.

Ωστόσο, οταν οι ερευνητές μπλόκαραν ένα “προγενέστερο” βήμα της γλυκόλυσης, το ένζυμο ισομεράση της 6-φωσφορικής γλυκόζης, αυτό δεν είχε καμία επίδραση στην ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. “Το γλυκολυτικό ένζυμο αλδολάση Α είναι απαραίτητο για τα καρκινικά κύτταρα του ήπατος, αν και η ίδια η γλυκολυτική μεταβολική οδός είναι προφανώς περιττή”, λέει η ειδικός σε θέματα μεταβολισμού Almut Schulze, συνοψίζοντας τα ευρήματα.

Το αποτέλεσμα εκπλήσσει εκ πρώτης όψεως, καθώς ο αποκλεισμός του ενζύμου εμποδίζει την οδό αποικοδόμησης των σακχάρων και στις δύο περιπτώσεις. Ωστόσο, μια πιο προσεκτική ματιά στα βιοχημικά στάδια της γλυκόλυσης παρέχει σαφήνεια: η μεταβολική οδός, η οποία περιλαμβάνει πολλές αντιδράσεις, χωρίζεται σε δύο μέρη: Πρώτον, το κύτταρο πρέπει να επενδύσει ενέργεια για να παράγει το ενδιάμεσο προϊόν υψηλής ενέργειας διφωσφορική φρουκτόζη.

Η ενέργεια στην παγίδα

Σε αυτό το σημείο αναλαμβάνει δράση η αλδολάση Α. Όταν απενεργοποιηθεί, η διφωσφορική φρουκτόζη συσσωρεύεται στο κύτταρο και η ενέργεια που δεσμεύεται σε αυτήν παραμένει αχρησιμοποίητη, σαν να έχει πιαστεί σε μια παγίδα. Το κύτταρο δεν μπορεί να αποκομίσει το ενεργειακό κέρδος από τα βήματα που πραγματικά ακολουθούν.

Η γλυκόλυση έχει αντιστραφεί από μια διαδικασία παραγωγής ενέργειας σε μια διαδικασία κατανάλωσης ενέργειας. Επιπλέον, η έλλειψη ενέργειας διεγείρει περαιτέρω την παραγωγή διφωσφορικής φρουκτόζης, δημιουργώντας έναν φαύλο κύκλο.

Αργά ή γρήγορα, αυτό οδηγεί στο να υπερβαίνει η κατανάλωση ενέργειας την παραγωγή ενέργειας. Στα καρκινικά κύτταρα του ήπατος, υπάρχει μαζική έλλειψη ενέργειας, ο κυτταρικός κύκλος διακόπτεται και η ανάπτυξη του όγκου αναστέλλεται. Η ομάδα το απέδειξε αυτό και σε ποντίκια που έφεραν καρκίνο του ήπατος: όταν η αλδολάση Α απενεργοποιούνταν γενετικά στα ζώα, η ανάπτυξη του καρκίνου μειωνόταν και τα ποντίκια επιβίωναν σημαντικά περισσότερο.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ακόμη και μια μικρή μείωση της δραστηριότητας της αλδολάσης Α θα μπορούσε να είναι αρκετή για να οδηγήσει τα καρκινικά κύτταρα στην ενεργειακή παγίδα.

Τα αποτελέσματα δείχνουν πώς η βαθύτερη κατανόηση του μεταβολισμού των όγκων μπορεί να επιτρέψει καινοτόμες προσεγγίσεις για την καταπολέμηση του καρκίνου.

Τα ευρήματα αυτά θα μπορούσαν να ανοίξουν το δρόμο για νέες, εξαιρετικά εξειδικευμένες θεραπείες που εκμεταλλεύονται ειδικά τα αδύνατα σημεία του μεταβολισμού του όγκου και ταυτόχρονα προστατεύουν τα υγιή κύτταρα.

Πηγές:
Γερμανικό Κέντρο Έρευνας για τον Καρκίνο

Πηγή: iatronet.gr