A Lausanne-i Egyetem kutatói olyan biológiai mechanizmust azonosítottak, amely megmutatja, hogy a daganatos sejtek különösen sebezhetővé válnak, ha megfosztják őket a B7-vitamintól, más néven biotintól, amely kulcsszerepet játszik az anyagcserében.

A sejtek túlélésük érdekében folyamatosan alkalmazkodnak a rendelkezésre álló tápanyagok mennyiségéhez, ugyanakkor egyes sejttípusok különösen erősen függenek a glutamintól, amely alapvető aminosavként nélkülözhetetlen a fehérjék és a DNS felépítéséhez, így hiányában a sejtosztódás és a növekedés leáll. A daganatos sejtekre gyakran jellemző az úgynevezett glutaminfüggőség, amely elsőre gyengeségnek tűnik, ám sok tumor képes alternatív energiaforrásokra átállni, így megkerülve ezt a korlátot.

Az alkalmazkodási útvonal

A Molecular Cell folyóiratban közölt tanulmányban Alexis Jourdain professzor és munkatársai részletesen bemutatták, miként teszik lehetővé bizonyos szénben gazdag molekulák, különösen a piruvát, hogy a sejtek glutaminhiány esetén is folytassák a növekedést.

A kutatást vezető Miriam Lisci szerint ez az alkalmazkodási útvonal egy mitokondriális enzimhez, a piruvát-karboxilázhoz kötődik, amely kizárólag B7-vitamin jelenlétében működőképes.

Egy másik fontos felfedezés

Amennyiben a biotin nem áll rendelkezésre, az enzim működése leáll, a piruvát nem tud belépni a sejtek energiatermelő folyamataiba, és a daganatos sejtek növekedése megakad. A kutatók szerint a biotin ebben az összefüggésben egyfajta anyagcsere-engedélyként viselkedik, amely lehetővé teszi, hogy a sejtek alternatív üzemanyagra váltsanak, amikor a glutamin szintje csökken – mutatott rá a ScienceDaily.

A vizsgálat egy másik fontos felfedezése az FBXW7 génhez kapcsolódik, amelyet korábban is összefüggésbe hoztak több daganattípussal. „Amikor az FBXW7 mutálódik, ami bizonyos daganatokban gyakori jelenség, a piruvát-karboxiláz részben eltűnik, a piruvát felhasználása hatékonnyá válik, és a sejtek még inkább glutaminfüggővé válnak” – magyarázta Miriam Lisci, a tanulmány első szerzője.

Metabolomikai és proteomikai vizsgálatok

A kutatócsoport kimutatta, egyes, betegekben azonosított FBXW7-mutációk közvetlenül fokozzák ezt a glutaminfüggőséget, ami új terápiás célpontot jelenthet a jövőben. Az eredményekhez metabolomikai és proteomikai vizsgálatok, valamint amerikai együttműködések is hozzájárultak, amelyek lehetővé tették a sejtszintű folyamatok részletes feltérképezését.

A felfedezés arra is magyarázatot adhat, hogy a glutamin blokkolására irányuló kezelések miért nem mindig bizonyulnak hatékonynak, hiszen a daganatos sejtek képesek más anyagcsere-utak aktiválására.

Alexis Jourdain szerint „hosszabb távon ez a kutatás új lehetőségeket nyit a daganatok anyagcsere-sebezhetőségének jobb megértésére és olyan innovatív terápiás stratégiák kidolgozására, amik egyszerre több anyagcsere-útvonalat céloznak, figyelembe véve a tumorok jelentős alkalmazkodóképességét”.