Látka oslavovaná ako pomocník proti starnutiu môže mať aj temnú stránku. Môže urýchľovať rast nádorov, vedci vysvetlili prečo
Polyamíny podporujú autofágiu a zdravé starnutie, no v nádorových bunkách aktivujú proteín eIF5A2 a glykolýzu, čím urýchľujú rast. Vedci teraz zistili, prečo rovnaká molekula pôsobí v zdravých a rakovinových tkanivách odlišne.
Polyamíny sa v posledných rokoch spomínajú ako látky, ktoré môžu podporovať zdravé starnutie. Najmä spermidín si vyslúžil prezývku „molekula dlhovekosti“. Lenže rovnaké látky sa vo zvýšenom množstve objavujú aj v rakovinových bunkách, a tam už ich úloha nevyzerá tak nevinne.
Na prvý pohľad to pôsobí ako paradox. Ako môže tá istá molekula raz pomáhať a inokedy podporovať rast nádoru? Túto otázku si položil výskumný tím z Tokyo University of Science, ktorého výsledky publikoval odborný časopis Journal of Biological Chemistry.
Čo sú polyamíny a prečo ich telo potrebuje?
Polyamíny sú prirodzené molekuly prítomné vo všetkých živých organizmoch. Telo si ich dokáže vyrábať samo a časť prijímame aj zo stravy. Bez nich by bunky nerástli, neobnovovali sa a nefungovali správne.
V zdravých bunkách podporujú proces nazývaný autofágia. Dá sa predstaviť ako vnútrobunkové upratovanie, poškodené alebo nefunkčné časti sa rozložia a recyklujú. Tento mechanizmus sa spája so zdravším starnutím a lepšou funkciou mitochondrií, teda „elektrární“ bunky. Aj preto sa spermidín označuje za potenciálny geroprotektor.
Problém sa začína pri proteíne eIF5A2
V nádorových bunkách však polyamíny nespúšťajú rovnaký mechanizmus ako v zdravých tkanivách.
Neprehliadni
V normálnych bunkách pôsobia najmä cez proteín eIF5A1, ktorý podporuje autofágiu a mitochondrie. V rakovinových bunkách sa však zvyšuje tvorba veľmi podobného proteínu eIF5A2. Lenže v nádorových bunkách sa to deje inak
„Biologická aktivita polyamínov cez eIF5A sa líši medzi normálnymi a rakovinovými tkanivami,“ vysvetľuje vedúci výskumu Dr. Kyohei Higaši. „V normálnych tkanivách eIF5A1 podporuje mitochondrie, zatiaľ čo v rakovinových tkanivách eIF5A2 uľahčuje proliferáciu nádorových buniek.“
Tieto dva proteíny sú si podobné približne na 84 percent. Stačí však tento rozdiel a výsledok je zásadne odlišný.
Rakovinové bunky menia spôsob, akým získavajú energiu
Zdravé bunky získavajú energiu efektívne cez mitochondrie. Rakovinové bunky však často prechádzajú na rýchlejší, ale menej efektívny spôsob tvorby energie, glykolýzu. Tento jav sa označuje ako Warburgov efekt.
Glykolýza je proces, pri ktorom bunka rozkladá glukózu priamo v cytoplazme bez toho, aby ju úplne „spálila“ v mitochondriách. Získa síce menej energie z jednej molekuly cukru, ale dokáže ju vyrobiť rýchlejšie. Pre bunku, ktorá sa chce nekontrolovane deliť, je práve táto rýchlosť výhodou.
Výskum ukázal, že polyamíny v nádorových bunkách podporujú práve túto rýchlu dráhu. Bunky tak získajú energiu potrebnú na zrýchlené delenie.
Vedci analyzovali viac než 6 700 proteínov a zistili, že polyamíny zvyšujú tvorbu viacerých ribozomálnych proteínov spájaných s agresívnejším správaním nádorov. Inými slovami, bunky dostanú signál zrýchliť výrobu bielkovín, a tým aj svoj rast.
Čo normálne drží eIF5A2 pod kontrolou
Za bežných okolností pôsobí v bunke malá regulačná RNA s názvom miR-6514-5p. Tá tlmí tvorbu proteínu eIF5A2 a funguje ako brzda rastu.
Polyamíny túto brzdu oslabujú. Hladina eIF5A2 stúpa a bunky sa delia rýchlejšie.
Z terapeutického pohľadu je to zaujímavé. Teoreticky by bolo možné cieliť práve eIF5A2 bez toho, aby sa zasiahli priaznivé účinky eIF5A1 v zdravých bunkách.
Polyamíny sa nachádzajú aj v bežných potravinách
Polyamíny sú prirodzenou súčasťou mnohých bežných potravín. Nachádzajú sa napríklad vo fermentovaných syroch, sójových výrobkoch, celozrnných obilninách, strukovinách, hubách, orechoch či v niektorých druhoch mäsa.
Ich prítomnosť v strave však neznamená, že predstavujú pre zdravého človeka preukázané riziko. Organizmus si ich hladinu reguluje sám a ich účinok závisí od konkrétneho biologického prostredia.
Výskum bol realizovaný na rakovinových bunkových líniách v laboratóriu. Neexistuje dôkaz, že potraviny bohaté na polyamíny spôsobujú rakovinu. Ide o správanie týchto molekúl v už transformovaných, nádorových bunkách, a to je zásadný rozdiel.
Všetko závisí od toho, v akej bunke sa nachádzajú
Roky nebolo jasné, ako môžu polyamíny podporovať zdravé starnutie a zároveň byť zvýšené v nádoroch. Teraz sa ukazuje, že odpoveď sa skrýva v tom, ktorú molekulárnu dráhu aktivujú.
V zdravých bunkách podporujú čistenie a obnovu. V nádorových bunkách môžu urýchľovať rast.
Polyamíny teda nie sú ani zázračná molekula dlhovekosti, ani tichý zabijak. Sú palivo. A záleží na tom, do akého motora ho naleješ. V zdravej bunke pomáhajú s údržbou. V nádorovej môžu zrýchliť rast. A práve tento rozdiel dnes vedci skúšajú využiť.
