Bežný vitamín pomáha niektorým nádorom prežiť. Vedci vysvetlili, prečo dokážu fungovať aj bez glutamínu
Vedci ukázali, ako vitamín B7 pomáha niektorým nádorom obísť nedostatok glutamínu. Kľúčovú úlohu v tom hrá enzým pyruvát karboxyláza a gén FBXW7, čo môže vysvetliť aj zlyhávanie niektorých terapií.
Rakovinové bunky potrebujú na rast obrovské množstvo živín. Jednou z najdôležitejších je glutamín, aminokyselina, ktorú využívajú pri tvorbe bielkovín, DNA aj pri ďalších procesoch spojených s delením. Práve preto sa o mnohých nádoroch hovorí, že sú na glutamíne doslova závislé.
Nie je to však také jednoduché. Mnohé nádory si vedia nájsť obchádzku a fungovať ďalej aj vtedy, keď glutamínu ubudne. Vedci z Univerzity v Lausanne teraz ukázali, že dôležitú úlohu v tejto záložnej trase hrá vitamín B7, známy aj ako biotín.
Pyruvát dokáže bunke pomôcť, no bez biotínu táto cesta nefunguje
Keď bunkám chýba glutamín, môžu sa pokúsiť prepnúť na inú metabolickú cestu. Do hry vtedy vstupuje pyruvát, teda látka, ktorá vzniká napríklad pri spracovaní cukrov a bunke pomáha pri získavaní energie aj stavebných látok.
Aby však pyruvát vedel túto úlohu splniť, bunka potrebuje enzým nazývaný pyruvát karboxyláza. Ten sa nachádza v mitochondriách, čiže v štruktúrach, ktoré sa často označujú ako energetické centrá bunky. Práve tento enzým je závislý od vitamínu B7.
Bez biotínu pyruvát karboxyláza nefunguje a bunka si nedokáže touto cestou nahradiť výpadok glutamínu. Výskumníci preto hovoria, že biotín funguje ako akási metabolická licencia. Inak povedané, umožní bunke zapnúť si záložný režim prežitia.
Neprehliadni
„Bez tohto vitamínu je enzým neaktívny a bunky zostanú zastavené. Biotín tak pôsobí ako skutočná metabolická licencia, ktorá umožňuje pyruvátu zásobovať energetický cyklus buniek a kompenzovať nedostatok glutamínu,“ vysvetľujú autori výskumu.
Mutácia v géne FBXW7 môže nádor urobiť ešte závislejším od glutamínu
Vedci zároveň odhalili aj dôležitú úlohu génu FBXW7, ktorý patrí medzi takzvané tumor supresory. To znamená, že za normálnych okolností pomáha brzdiť procesy spojené so vznikom a rastom rakoviny.
Keď je však tento gén zmutovaný, čo sa pri niektorých nádoroch stáva pomerne často, pyruvát karboxylázy začne byť v bunke menej. Pyruvát sa potom nedá efektívne využiť a bunka sa stáva ešte viac odkázanou na glutamín.
„Keď je FBXW7 zmutovaný, čo je situácia častá pri niektorých rakovinách, pyruvát karboxyláza čiastočne mizne, pyruvát sa už nedá efektívne využívať a bunky sa stávajú závislými od glutamínu,“ vysvetľuje Miriam Lisci, prvá autorka štúdie.
Výskumníci navyše ukázali, že niektoré konkrétne mutácie FBXW7, ktoré našli aj u pacientov, vedia túto metabolickú závislosť vyvolať priamo. To je dôležité, pretože práve genetická výbava nádoru môže rozhodovať o tom, aké slabiny bude mať a na čo by mohla liečba lepšie zaberať.
Na ešte hlbšej úrovni vedci zistili, že FBXW7 pomáha udržiavať tvorbu pyruvát karboxylázy tým, že bráni hromadeniu proteínu c-MYC a skupiny ďalších molekúl, ktoré by inak výrobu tohto enzýmu tlmili. Preložené do bežnej reči, ak FBXW7 funguje správne, bunka si vie udržať dôležitý nástroj na metabolickú obchádzku. Keď sa pokazí, táto cesta sa oslabí.
Keď nádoru zoberieš glutamín, ešte nemusí prehrať
Zistenia zároveň pomáhajú vysvetliť, prečo niektoré protirakovinové terapie zamerané na glutamín nefungujú tak dobre, ako by sa čakalo. Nádorové bunky totiž nie sú pasívne. Keď im zoberieš jednu živinu, časť z nich si môže prepnúť metabolizmus a využiť inú cestu.
Presne v tom spočíva ich nebezpečná výhoda. Nádory sa vedia rýchlo prispôsobiť nedostatku živín a prepnúť na inú metabolickú cestu. Aj preto slabina, ktorá na papieri vyzerá sľubne, nemusí v reálnom nádore fungovať tak dobre, ako by sa čakalo.
„Z dlhodobého hľadiska tento výskum otvára nové cesty k lepšiemu pochopeniu metabolických zraniteľností rakoviny a k navrhovaniu inovatívnych terapeutických stratégií, ktoré zohľadňujú veľkú metabolickú flexibilitu nádorových buniek, najmä cielením na viaceré metabolické dráhy súčasne,“ uvádza Alexis Jourdain, hlavný autor štúdie.
Vedci našli slabé miesto nádoru, no liek z toho ešte nie je
Výsledky štúdie nehovoria, že biotín spôsobuje rakovinu ani že by jeho odobratie bolo novou liečbou. Ukazujú skôr to, že niektoré nádory vedia s pomocou vitamínu B7 a enzýmu pyruvát karboxyláza obísť nedostatok glutamínu.
Aj preto nemusia terapie zamerané len na glutamín vždy fungovať tak dobre, ako sa čaká. Nádorové bunky si totiž vedia pomôcť aj inou cestou. Do budúcna preto môže byť dôležité zasiahnuť viac metabolických dráh naraz, nie len jednu.
Nie všetky nádory reagujú rovnako. Keď im chýba jedna dôležitá živina, časť z nich si vie nájsť inú cestu, ako fungovať ďalej. Aj preto môže jedna liečba zaberať a iná zlyhať.
