Le guide di studio spiegano come le celle del tumore rapido si sviluppano e proliferano

Quasi 80 anni fa, lo scienziato Otto Warburg ha osservato che le cellule tumorali eseguono il metabolismo energetico in un modo che è differente dalle celle adulte normali.

Molti decenni più tardi, questa osservazione sono stati sfruttati dai clinici per visualizzare meglio i tumori facendo uso della rappresentazione dell'ANIMALE DOMESTICO (tecnologia dell'emissione di positrone). Ma non è stato conosciuto esattamente come le celle del tumore eseguono questa abilità metabolica alterna, né era conosciuta se questo trattamento fosse essenziale per la crescita del tumore.

Ora, due documenti che compaiono nell'emissione del 13 marzo della guida della natura del giornale rispondono a queste domande. Piombo dai ricercatori al centro medico di Beth Israele Deaconess (BIDMC) ed alla facoltà di medicina di Harvard, i documenti trovano che il trattamento metabolico che è venuto ad essere conosciuto come l'effetto di Warburg è essenziale per la crescita rapida dei tumori ed identifica il modulo del piruvato chinasi (PKM2), un enzima di m2 in questione nel metabolismo dello zucchero, come meccanismo importante dietro questo trattamento. Questa scoperta ha potuto fornire un obiettivo per lo sviluppo delle terapie future del cancro.

“Con questo studio abbiamo risposto ad una domanda fondamentale per quanto riguarda la capacità delle celle del tumore di svilupparci rapido e proliferare,„ spiega Lewis senior Cantley autore, PhD, Direttore del centro del Cancro a BIDMC e professore di biologia di sistemi alla facoltà di medicina di Harvard.

Il regolamento metabolico in tessuti rapido crescenti, quali il tessuto o i tumori fetali, è differente da quello del tessuto adulto normale, Cantley spiega. “Con glicolisi aerobica, o l'effetto di Warburg, cellule tumorali produca l'energia da glucosio prendente alle tariffe molto più alte che altre celle mentre, allo stesso tempo, facendo uso di più piccola frazione del glucosio per produzione di energia. Ciò permette che le cellule tumorali funzionino più simile alle celle fetali, promuoventi estremamente la crescita rapida.„ Questi beni metabolici unici delle cellule tumorali piombo al successo della rappresentazione dell'ANIMALE DOMESTICO al fine di rilevazione del cancro; perché il glucosio radioattivo iniettato nei pazienti prima dell'esame della rappresentazione è preso preferenziale dalle celle glucosio-affamate del tumore, le aree di alto assorbimento del glucosio video drammaticamente sulla scansione dell'ANIMALE DOMESTICO.

Facendo uso di uno schermo proteomic novello per identificare le proteine obbligatorie di nuovo phosphotyrosine, Cantley ed i suoi colleghi in primo luogo hanno determinato che PKM2 può legare ai peptidi phosphotyrosine-contenenti. “Abbiamo osservato che contrariamente ai moduli del piruvato chinasi trovati nella maggior parte dei tessuti adulti normali, solo PKM2, che è trovato in celle fetali, ha interagito con il phosphotyrosine,„ spiega Cantley. “Questo che trova era particolarmente interessante perché i rapporti precedenti avevano indicato che questo modulo di m2 era il modulo del piruvato chinasi usato da tutte le cellule tumorali.„

Per capire le implicazioni di questa scoperta, Cantley e suo coauthors dopo intrapreso gli esperimenti per valutare l'importanza di PKM2 alle cellule tumorali. Ragione per cui il tessuto del tumore passa l'espressione del piruvato chinasi da un'isoforma dell'adulto M1 all'isoforma embrionale di m2, hanno eseguito immunoblotting e l'analisi del immunohistochemistry di numerose linee cellulari del cancro, dei modelli del cancro al seno e del tumore del colon umano, confermanti che PKM2 era il solo modulo del piruvato chinasi trovato in tessuto cancerogeno.

Gli autori poi hanno abbattuto l'espressione PKM2 nelle linee cellulari umane del cancro ed hanno espresso il modulo dell'adulto M1 invece. Questa opzione dal modulo fetale di m2 all'isoforma dell'adulto M1 piombo a produzione diminuita del lattato ed ha aumentato il consumo dell'ossigeno - un'inversione dell'effetto di Warburg.

“Potevamo indicare che soltanto le celle quale esprimono il modulo di m2 del piruvato chinasi - e metabolizzi il glucosio nel modo descritto da Otto Warburg 80 anni fa - hanno avute la capacità di formare i tumori in mouse,„ notiamo Cantley. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che è la capacità di PKM2 di interagire con il phosphotyrosine che permette a questo modulo del piruvato chinasi di promuovere il metabolismo unico del glucosio veduto in cellule tumorali, quindi permettente che queste celle facciano i tumori in vivo.

I risultati sono coerenti con l'idea che le celle del tumore usano preferenziale il glucosio per gli scopi all'infuori della preparazione dell'adenosintrifosfato (ATP), la valuta di energia usata dalle celle normali. “Sospettiamo che questo meccanismo mutevole per assicurarsi che i tessuti fetali usino soltanto il glucosio per la crescita quando sono attivati dalle chinasi appropriate della proteina-tirosina del ricevitore di fattore di crescita,„ aggiunge Cantley. “da PKM2 d'espressione, cellule tumorali acquisti la capacità di usare il glucosio per i trattamenti anabolici.

“Poiché PKM2 è trovato in tutte cellule tumorali che abbiamo esaminato, perché non è trovato nella maggior parte dei tessuti adulti normali e perché è critico per formazione del tumore, questo modulo del piruvato chinasi è un obiettivo possibile per la terapia del cancro,„ aggiunge.