Учёные обнаружили фермент, который поддерживает рост опухоли головного мозга.

Исследователи из Университета Техаса онкологического центра им. М. Д. Андерсона обнаружили фермент, способствующий росту опухоли мозга. Это исследование открывает новые возможности для лечения опухолей.

Всем раковым опухолям требуется «питание», чтобы расти и распространяться. Подобно здоровым клеткам раковые клетки не жизнеспособны без кислорода и питательных веществ, но опухоли обычно располагаются в среде, испытывающей недостаток питательных веществ. Новые данные, опубликованные в журнале «Molecular Cell», демонстрируют как опухоли удается питаться и расти, несмотря на неблагоприятную для них среду.

Фермент, известный как Ацетилкофермент А (ACSS2), это центр, который обеспечивает выживание раковым клеткам. ACSS2 усиливает способность опухоли использовать ацетат, клеточную соль, в качестве источника пищи на основе углерода вместо глюкозы. И хотя глюкоза является более питательной для содействия росту опухоли, ее доступ в раковые клетки зачастую ограничен.

Ацетат защищает раковые клетки, расположенные в ядре опухоли, не только от дефицита питательных веществ, но также и помогает их росту.

Изоляция этого важного питательного пути раковых клетках может оказывать серьезное влияние для предотвращения роста опухоли и, соответственно, снижения смертности от рака. Иммунная система не в состоянии остановить питание раковых клеток, и нынешняя терапия по этой причине неэффективна.

Кроме того, до конца не изучено как ACSS2 перемещается из жидкого клеточного компонента, называемого цитозоль, в ядро в процессе ядерной транслокации. Если ядерная транслокация ACSS2 может быть остановлена, то и питание раковых клеток остановится.

«Преодоление метаболического стресса является важным этапом при росте твердых опухолей. Ацетилкофермент А (CoA), образующийся при поглощении глюкозы и ацетата, является ключевым источником углерода для важных клеточных процессов, таких как ацетилирование гистонов и экспрессия генов», — говорит Жимин Лу, доктор медицинских наук, профессор нейро-онкологии и ведущий научный сотрудник.

«Однако, как продуцируется ацетил-коэнзим А в условиях дефицита питания до конца не изучено. Наше исследование объясняет основную механику того, как это происходит, а именно важную роль ACSS2 в экспрессии генов при этих условиях».

ACSS2 производит клеточные структуры, которые способствуют росту опухоли.

Лу и коллеги использовали средство генной инженерии «CRISPR» для изучения роли ACSS2 в ацетилировании гистонов, генерируя ядерный ацетил-коэнзим А из ацетата внутри ядра клетки.

Гистоны жизненно важны для регуляции генов. Они являются белками, которые исполняют роль «катушки» для ДНК. Ацетилирование гистонов — это процесс модификации, который является ключевой частью экспрессии генов. Было обнаружено, что модификация гистонов с использованием метаболического фермента имеет важное значение для поддержания стабильности клеток.

Фермент ACSS2 позволяет продуцировать лизосомы, которые являются клеточными структурами, которые, как известно, способствуют развитию опухолей. Кроме того, ACSS2 способствует аутофагии — «каннибалистическому механизму клеточного питания», который, в свою очередь, позволяет лизосомам получать, переваривать и перерабатывать основные питательные вещества.

Более того, если питательные вещества вне клетки находятся в дефиците, ACSS2 перепрограммирует метаболизм раковой клетки для выживания и роста клеток двумя способами: путем увеличения аутофагии и путем повторного использования продуктов, усваиваемых лизосомами.

«Эти результаты объясняют инструментальное взаимодействие между перепрограммированием метаболизма и экспрессии генов в раковых клетках. Ингибирование как ядерной функции ACSS2, так и метаболического пути, известного как гликолиз (который превращает глюкозу в энергию), является эффективным методом лечения рака». Жимин Лу, д.м.н

Исследование открывает новую информацию о ядерной транслокации и о том, какую роль может играть ACSS2 в новых терапевтических подходах к лечению рака.