Ученые Гарвардского института стволовых клеток в Центре регенеративной медицины Массачусетской больницы общего профиля и на кафедре стволовых клеток и регенеративной биологии Гарвардского университета провели работу, опубликованную в журнале Cell, в сотрудничестве с исследователями из Института интегративных исследований рака Коха в Массачусетсе. Технологический Институт.«На протяжении десятилетий было известно, что раковые клетки используют энергию иначе, чем клетки большинства типов», — сказал старший автор исследования Дэвид Скэдден, доктор медицины. «Мы подумали, может быть, есть различия в метаболизме между стволовыми клетками крови и их непосредственными потомками; и настолько ли они отличаются от рака, что можно было бы манипулировать источниками энергии с помощью чего-то, что могло бы повлиять на рак и не повредить нормальные клетки?»Команда Скэддена начала с изучения стволовых клеток крови и их прямого потомка — клеток-предшественников крови, которые имеют более ограниченную способность к дифференцировке.
Исследователи изменили способ поглощения питательных веществ клетками двумя способами: с помощью переключателя включения-выключения глюкозы (сахара) и с помощью тонких регулировок, которые повышают или понижают уровень глюкозы, например, с помощью шкалы громкости. Исследователи обнаружили, что отключение переключателя глюкозы приводит к гибели стволовых клеток, в то время как увеличение шкалы объема глюкозы влияет на нормальное производство энергии в клетках потомства, в некотором смысле к лучшему.
«Это было интересное различие между этими двумя типами клеток», — сказали Скадден, профессор медицины Гарвардского университета Джеральд и Дарлин Джордан. «У них очень разные функции, и вы можете представить, что они собираются использовать свои питательные вещества по-разному, но никто не определил это раньше».Затем исследователи ввели гены, которые повреждены, чтобы родительские стволовые клетки крови и их потомство стали злокачественными (они соответственно вызывают хронический и острый лейкоз), и подвергли раковые клетки тем же манипуляциям с глюкозой, что и их нормальные аналоги. Команда ученых обнаружила, что независимо от того, в какой клетке они начинали, лейкозные клетки были чувствительны как к переключателю включения-выключения глюкозы, так и к регулятору громкости.«Одно из основных препятствий для лечения рака заключается в том, что, хотя лекарства эффективны в уничтожении раковых клеток, они токсичны для нормальных клеток», — сказал первый автор исследования Ин-Хуа Ван, доктор философии, научный сотрудник Scadden Lab. «В этом исследовании мы нашли способ дифференцировать чувствительность между нормальными и злокачественными клетками, что указывает на потенциальный терапевтический аспект».
«Раковые клетки не похожи на нормальные клетки во многих отношениях, но одна из них заключается в том, что они привязаны к определенному способу поведения», — сказал Скадден. «Эти клетки настолько уникальны в том, как они обрабатывают глюкозу, что они создают уникальную возможность вмешаться. Нормальные клетки не так разрушаются, потому что у них есть другие энергетические механизмы».Частные компании разрабатывают препараты, нацеленные на метаболизм рака, но в первую очередь при солидных опухолях. Скадден надеется, что это исследование откроет двери для отраслевого партнерства и создания новых методов лечения.
Также потребуются дополнительные исследования, чтобы определить, имеют ли не раковые образования крови аналогичные различия в чувствительности метаболизма.