Ученые объяснили таинственный эффект Варбурга, который наблюдается у большинства раковых клеток и заключается в том, что они производят энергию не так, как обычные здоровые клетки. Это явление пытались понять на протяжении ста лет, однако ни одна из гипотез до сих пор не была признана состоятельной. Возможное решение вековой загадки опубликовано в ведущем научном журнале Science.
Клетки для получения энергии в виде молекул АТФ потребляют глюкозу и в ходе гликолиза перерабатывают ее в пируват, который, в свою очередь, окисляется в митохондриях – энергопроизводящих клеточных органеллах. Однако раковые клетки используют более интенсивную и быструю разновидность гликолиза, ферментируя глюкозу в молочную кислоту. Предполагалось, что это происходит из-за дефектных митохондрий, однако позднее выяснилось, что эти органеллы у раковых клеток функционируют нормально.
Группа исследователей из онкологического центра Слоуна-Кеттеринга в США обнаружила связь между эффектом Варбурга и ферментом киназой PI3 (фосфоинозитид-3-киназа). Эта молекула играет ключевую роль в так называемом сигнальном пути PI3K/AKT/mTOR, регулирующим рост и размножение клеток, их метаболизм и избегание программируемой клеточной смерти. Когда клетки переходят на метаболизм Варбурга, активность киназы увеличивается, что, в свою очередь, дает клеткам возможность быстро делиться.
Команда специалистов изучила иммунные клетки, которые тоже полагаются на необычную форму метаболизма. Когда в организм проникает инфекция, T-клетки задействуют эффект Варбурга, чтобы быстро делиться. Это переключение контролирует фермент лактатдегидрогеназа A (LDHA), который вырабатывается в ответ на передачу сигналов через путь PI3K. Интересно, что блокирование LDHA отрицательно влияет на активность PI3, что объясняется наличием петли положительной обратной связи между киназой и выработкой АТФ. Петля позволяет иммунным клеткам поддерживать программу борьбы с инфекцией, пока та не будет ликвидирована.
По мнению ученых, схожий механизм задействуется и в раковых клетках, которые таким образом обеспечивают себе непрерывный рост и деление. Результаты исследования указывают на возможность борьбы с опухолями через блокирование LDHA.