При недостаточном кровоснабжении раковые клетки строят жиры из аминокислот

Обычно клетки синтезируют липиды, применяя в качестве строительного сырья глюкозу. В условиях недостаточного кровоснабжения, дефицита глюкозы и кислорода у раковых клеток включается альтернативный путь синтеза жирных кислот — с использованием аминокислоты глутамина.

Нельзя сказать, что раковые клетки живут так уж припеваючи: бóльшая часть опухоли испытывает нехватку кислорода и питательных веществ. Бóльшая часть и того и другого распространяется по организму кровью, однако кровеносные сосуды обычно не идут глубоко внутрь раковой опухоли. По идее это должно означать, что раковым клеткам, например, трудно делиться. Для деления, для постройки мембран необходимы липиды, материалом для которых является глюкоза. Которую, в свою очередь, в достаточном количестве можно взять только из крови.

Однако, как всем хорошо известно, раковые клетки ничуть не затрудняются как с делением, так и с синтезом жирных кислот. Исследователи из Массачусетского технологического университета (США) обнаружили, что в условиях дефицита кислорода в клетках активируется альтернативный путь синтеза липидов, когда в качестве сырья для образования жирных кислот выступает аминокислота глутамин.

Обычно 80% клеточных липидов синтезируется из глюкозы, а 20% — с использованием глутамина. В статье, опубликованной в журнале Nature, авторы приводят доказательства того, что глутаминовый метаболический путь может быть намного более распространён, чем считалось. В условиях кислородного голодания и нормальные, и раковые клетки переходят на синтез липидов из глутамина, из которого теперь добывается 80% жирных кислот. Гипоксия сигнализирует раковым клеткам о том, что ждать глюкозы больше нет смысла, а потому пора включать альтернативный метаболический путь.

Глутамин более доступен, чем глюкоза; он в достаточном количестве находится и в самих клетках, он может передаваться между клетками, его можно брать из межклеточной жидкости. Глутамин (как аминокислоту) можно брать из молекул белков. Таким образом, глюкозу можно сэкономить, например, для постройки ДНК и РНК.

Теперь перед исследователями стоит задача выяснить все детали включения и функционирования глутаминового пути синтеза жиров. Это важно не только для онкомедицины. Некоторые здоровые клетки (например, стволовые или плацентарные), находящиеся в условиях гипоксии, могут точно так же синтезировать липиды для своих нужд. В случае же рака эти данные способны подсказать врачам новые методы терапии. Если будет создано лекарство, бьющее по этому метаболическому пути, оно поможет останавливать рост опухолей.

Подготовлено по материалам Массачусетского технологического университета.