Badanie pokazuje, w jaki sposób komórki raka wątroby błądzą

Rak wątroby jest jednym z najbardziej śmiercionośnych rodzajów raka. Zespół naukowców z Uniwersytetu w Bazylei odkrył, w jaki sposób zdrowa komórka wątroby zamienia się w komórkę nowotworową. Rozległe zmiany metaboliczne przekształcają dojrzałe hepatocyty w niedojrzałe komórki progenitorowe. Komórki te szybko się rozmnażają i rozwijają się guzy.

Istnieje wiele przyczyn raka wątroby. Oprócz zaburzeń metabolicznych, takich jak te związane z otyłością, głównymi przyczynami w świecie zachodnim są zakażenia wirusem zapalenia wątroby typu C i wysokie spożycie alkoholu. Chociaż rak wątrobowokomórkowy występuje stosunkowo rzadko w porównaniu z innymi rodzajami raka, jest jedną z głównych przyczyn zgonów związanych z rakiem, ze względu na złe rokowanie.

Podobnie jak wszystkie komórki rakowe, komórki raka wątroby namnażają się szybko iw niekontrolowany sposób. Wymaga to fundamentalnych zmian w metabolizmie. W czasopiśmie naukowym Molecular Cell naukowcy pod kierunkiem profesora Michaela N. Halla z Biozentrum Uniwersytetu w Bazylei donoszą, że komórki raka wątroby zmniejszają produkcję centralnej cząsteczki metabolicznej. W ten sposób globalny proces metabolizmu zostaje przeprogramowany, aby umożliwić szybszy wzrost komórek nowotworowych.

Wątroba jest największym narządem metabolicznym w naszym organizmie. Przetwarza i magazynuje składniki odżywcze oraz odtruwa szkodliwe związki. Kiedy zdrowa komórka wątroby zamienia się w komórkę rakową, traci swoją funkcję. „Komórki rakowe są samolubne”, wyjaśnia badacz raka, dr Dirk Mossman. „Zmieniają swój metabolizm, aby rosnąć tak szybko, jak to możliwe”. „Jednak jednocześnie przestają pełnić swoje funkcje hepatocytów. To jest przyczyna słabej pracy wątroby u pacjentów z rakiem wątrobowokomórkowym”.

Istotne zmiany w metabolizmie komórkowym

Cząsteczka acetylo-CoA odgrywa główną rolę w metabolizmie komórkowym. Z jednej strony jest produktem końcowym wielu ścieżek degradacji; Z drugiej strony jest potrzebny do wytworzenia lub chemicznej modyfikacji wielu innych cząsteczek. „Odkryliśmy, że wszystkie szlaki biosyntezy acetylo-CoA są regulowane w górę w komórkach HCC” – wyjaśnia pierwszy autor, dr Sojin Park. „Powoduje to redukcję acetylo-CoA, co z kolei wpływa na wiele innych białek, w tym enzymy metaboliczne. Enzymy te są zmienione funkcjonalnie, ponieważ nie są już modyfikowane przez acetylo-CoA. Może to na przykład pomóc komórkom rakowym w przekształcaniu cukru w ​​energię” wydajniej.”

Innym efektem jest to, że acetylo-CoA wpływa na różnicowanie komórek. Niski poziom acetylo-CoA sprzyja odróżnicowaniu hepatocytów. Innymi słowy, są przeprogramowywane na wczesny, niedojrzały etap rozwoju. Tracą swoją charakterystyczną funkcję i zaczynają się szybko dzielić. „Zastanawialiśmy się, w jaki sposób wszystkie szlaki metaboliczne acetylo-CoA mogą zostać stłumione w komórkach nowotworowych”. mówi Moszman. „Odpowiedź można znaleźć w dwóch typach białek, tak zwanych czynnikach transkrypcyjnych, które regulują szerokie spektrum genów, a tym samym indukują szerokie zmiany metaboliczne”.

Rak ze specyficzną sygnaturą

Naukowcy zaobserwowali ten mechanizm w guzach wątroby myszy i pacjentów. Próbki guza pobrano od prof. Markusa Heima z Wydziału Biomedycyny Uniwersytetu Bazylejskiego i Szpitala Uniwersyteckiego w Bazylei. „Kluczowe były czynniki transkrypcyjne – zablokowanie ich u myszy okazało się zapobiegać nowotworom”. Park mówi. „Ponadto zmiany metaboliczne w komórkach rakowych wykazują„ odcisk palca ”, który można również znaleźć w innych typach raka, takich jak rak prostaty i trzustki”.

Sygnatura metabolitu raka dostarcza również informacji o postępie choroby. Wiąże się to ze słabym wskaźnikiem przeżywalności. Jednym z największych problemów jest to, że rak wątroby przez długi czas przebiega bezobjawowo, dlatego choroba jest często wykrywana w późnym i zaawansowanym stadium. Operacja lub przeszczep wątroby często nie wchodzi już w grę. Dlatego interesującym pytaniem jest, kiedy rozwija się ta sygnatura rakowa i czy można ją wykorzystać jako biomarker do wczesnych badań przesiewowych i diagnozy HCC.

Odniesienie: Park S, Mossman D, Chen Qiu i in. Czynniki transkrypcyjne TEAD2 i E2A generalnie hamują syntezę acetylo-CoA w celu promowania powstawania nowotworów. komórka molowa. 2022; 82 (22): 4246-4261.e11. doi: 10.1016/j.molcel.2022.10.027

Ten artykuł został ponownie opublikowany z następującego Materiały. Uwaga: artykuł mógł zostać zredagowany pod względem długości i treści. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się ze wspomnianym zasobem.