Почти 80 лет тому назад, научный работник Оттон Warburg наблюдал что раковые клетки выполняют метаболизм энергии в путе который отличал нормальные взрослые клетки.
Много декад более поздно, это замечание было эксплуатировано врачами-клиницистами более лучше для того чтобы визуализировать туморы используя воображение ЛЮБИМЧИКА (технологии излучения поситрона). Но не было знано точно как клетки тумора выполняют этот другой метаболически подвиг, ни был он известный если этот процесс был необходим для роста тумора.
Теперь, 2 бумаги появляясь в вопрос 13-ое марта помощи Природы журнала отвечают на эти вопросы. Водить исследователями на Центре Диаконисы Beth Израиля Медицинском (BIDMC) и Медицинском Институте Гарварда, бумаги находят что метаболически процесс который приходил был известным под названием влияние Warburg необходим для быстрого роста туморов, и определяет форму киназы пирувата (PKM2), энзим, котор M2 включили в метаболизм сахара, как важный механизм за этим процессом. Это открытие смогло обеспечить цель для развития будущих терапий рака.
«С этим изучением мы отвечали на основной вопрос относительно способности клеток тумора быстро вырасти и пролиферировать,» объясняет старшее Левис Cantley автор, PhD, Директор Центра Карциномы на BIDMC и Профессора Биологии Систем на Медицинском Институте Гарварда.
Метаболически регулировка в быстро тканях, как фетальные ткань или туморы, отличал регулировкиз нормальной взрослой ткани, Cantley объясняет. «Через аэробный гликолиз, или влияние Warburg, раковые клетки произведите энергию путем принимать вверх по глюкозе на гораздо высокее тарифах чем другие клетки пока, в тоже время, используя более малую часть глюкозы для производства энергии. Это позволяет раковым клеткам действовать больше как фетальные клетки, повышая весьма быстрый рост.» Эта уникально метаболически собственность раковых клеток водила к успеху воображения ЛЮБИМЧИКА как средство обнаружение рака; потому что радиоактивная глюкоза впрыснутая в пациентов до экзамена воображения преференциально принята вверх глюкоз-голодными клетками тумора, зоны высокого понимания глюкозы показаны драматически на развертке ЛЮБИМЧИКА.
Используя романный proteomic экран для того чтобы определить протеины нового phosphotyrosine binding, Cantley и его коллегаы сперва определили что PKM2 может связать к phosphotyrosine-содержа пептидам. «Мы наблюдали что в отличие от форм киназы пирувата найденных в большинств нормальных взрослых тканях, только PKM2, которое найдено в фетальных клетках, взаимодействовало с phosphotyrosine,» объясняет Cantley. «Это находя было в частности интересно потому что предыдущие рапорты показали что эта форма M2 была формой киназы пирувата используемой всеми раковыми клетками.»
Для того чтобы понять прикосновенности этого открытия, Cantley и его coauthors затем начато на экспериментах для того чтобы оценить важность PKM2 к раковым клеткам. Размышляющ что ткань тумора переключает выражение киназы пирувата от isoform взрослого M1 к зародышевому isoform M2, они выполнили immunoblotting и анализ immunohistochemistry многочисленних линий раковой клетки, моделей рака молочной железы и людского рака толстой кишки, подтверждая что PKM2 было единственной формой киназы пирувата найденной в раковидной ткани.
Авторы после этого постучали вниз выражением PKM2 в людских линиях раковой клетки и выразили форму взрослого M1 вместо. Этот переключатель от фетальной формы M2 к isoform взрослого M1 вел к уменьшенной продукции лактата и увеличил потребление кислорода - реверсирование влияния Warburg.
«Мы могли показать что только клетки чточто выражают форму M2 киназы пирувата - и метаболизируйте глюкозу в путе описанном Оттоном Warburg 80 лет тому назад - имели способность сформировать туморы в мышах,» замечаем Cantley. В добавлении, исследователи продемонстрировали что способность PKM2 взаимодействовать с phosphotyrosine которое позволяет эта форма киназы пирувата повысить уникально метаболизм глюкозы увиденный в раковых клетках, таким образом позволяя этим клеткам сделать туморы внутри - vivo.