As ajudas do estudo explicam como as pilhas do tumor ràpida crescem e proliferam

Quase 80 anos há, o cientista Otto Warburg observou que as células cancerosas executam o metabolismo energético em uma maneira que fosse diferente das pilhas adultas normais.

Muitos décadas depois, esta observação foram explorados por clínicos para visualizar melhor tumores usando a imagem lactente do ANIMAL DE ESTIMAÇÃO (tecnologia da emissão de positrão). Mas não se soube exactamente como as pilhas do tumor executam este repto metabólico alternativo, nem era conhecido se este processo era essencial para o crescimento do tumor.

Agora, dois papéis que aparecem na introdução do 13 de março da ajuda da natureza do jornal respondem a estas perguntas. Conduzido por pesquisadores no centro médico do Deaconess de Beth Israel (BIDMC) e na Faculdade de Medicina de Harvard, os papéis encontram que o processo metabólico que veio ser sabido como o efeito de Warburg é essencial para o crescimento rápido dos tumores, e identificam o formulário da quinase do piruvato (PKM2), uma enzima do M2 envolvida no metabolismo do açúcar, como um mecanismo importante atrás deste processo. Esta descoberta podia fornecer um alvo para a revelação das terapias futuras do cancro.

“Com este estudo nós respondemos a uma pergunta fundamental em relação à capacidade de pilhas do tumor para crescer ràpida e para proliferar,” explica Lewis superior Cantley autor, PhD, director do centro do cancro em BIDMC e professor da biologia de sistemas na Faculdade de Medicina de Harvard.

O regulamento metabólico em tecidos ràpida crescentes, tais como o tecido ou tumores fetal, é diferente daquele do tecido adulto normal, Cantley explica. “Com a glicólise aeróbia, ou o efeito de Warburg, células cancerosas produza a energia tomando acima da glicose em umas taxas muito mais altas do que outras pilhas quando, ao mesmo tempo, usando uma fracção menor da glicose para a produção energética. Isto permite que as células cancerosas funcionem mais como as pilhas fetal, promovendo o crescimento extremamente rápido.” Esta propriedade metabólica original das células cancerosas conduziu ao sucesso da imagem lactente do ANIMAL DE ESTIMAÇÃO como meio da detecção do cancro; porque a glicose radioactiva injetada em pacientes antes do exame da imagem lactente é pegada preferencial por pilhas glicose-com fome do tumor, as áreas da tomada alta da glicose são indicadas dramàtica na varredura do ANIMAL DE ESTIMAÇÃO.

Usando uma tela proteomic nova para identificar proteínas obrigatórias do phosphotyrosine novo, Cantley e seus colegas determinaram primeiramente que PKM2 pode ligar aos peptides decontenção. “Nós observamos que em contraste com os formulários da quinase do piruvato encontrados na maioria de tecidos adultos normais, simplesmente PKM2, que é encontrado em pilhas fetal, interagiu com o phosphotyrosine,” explica Cantley. “Isto que encontra era particularmente interessante porque os relatórios precedentes tinham mostrado que este formulário do M2 era o formulário da quinase do piruvato usado por todas as células cancerosas.”

A fim compreender as implicações desta descoberta, Cantley e seu coauthors empreendido em seguida experiências para avaliar a importância de PKM2 às células cancerosas. Raciocinando que o tecido do tumor comuta a expressão da quinase do piruvato de um isoform do adulto M1 ao isoform embrionário do M2, executaram immunoblotting e análise do immunohistochemistry das linha celular numerosas do cancro, dos modelos do cancro da mama e do cancro do cólon humano, confirmando que PKM2 era o único formulário da quinase do piruvato encontrado no tecido cancerígeno.

Os autores bateram então para baixo a expressão PKM2 em linha celular humanas do cancro e expressaram o formulário do adulto M1 pelo contrário. Este interruptor do formulário fetal do M2 ao isoform do adulto M1 conduziu à produção reduzida do lactato e aumentou o consumo do oxigênio - uma reversão do efeito de Warburg.

“Nós podíamos mostrar que somente as pilhas quais expressam o formulário do M2 da quinase do piruvato - e metabolize a glicose na maneira descrita por Otto Warburg 80 anos há - tiveram a capacidade para formar tumores nos ratos,” notamos Cantley. Além, os investigador demonstraram que é a capacidade de PKM2 para interagir com o phosphotyrosine que permite este formulário da quinase do piruvato de promover o metabolismo original da glicose visto nas células cancerosas, permitindo desse modo que estas pilhas façam tumores in vivo.

Os resultados são consistentes com a ideia que as pilhas do tumor usam preferencial a glicose para finalidades diferentes de fazer o triphosphate de adenosina (ATP), a moeda da energia usada por pilhas normais. “Nós suspeitamos que este mecanismo evoluído para se assegurar de que os tecidos fetal usem somente a glicose para o crescimento quando são activados por quinase apropriadas da proteína-tirosina do receptor do factor de crescimento,” adiciona Cantley. “por PKM2 re-expressando, células cancerosas adquira a capacidade para usar a glicose para processos anabólicos.

“Porque PKM2 é encontrado em todas as células cancerosas que nós examinamos, porque não se encontra na maioria de tecidos adultos normais, e porque é crítico para a formação do tumor, este formulário da quinase do piruvato é um alvo possível para a terapia do cancro,” adiciona.