Виявлено фермент, що допомагає злоякісним пухлинам рости і розвиватися

Професор Чжимінь Лу, керівник дослідження, присвяченого вивченню ролі ферменту ACSS2 в пухлинному зростанні.

Дослідники з Онкологічного центру іМ. Д. Андерсона в Техаському університеті (University of Texas MD Anderson Cancer Center) виявили фермент, що допомагає пухлинам мозку рости. Це відкриття може допомогти в розробці нових підходів до лікування онкологічних захворювань головного мозку.

Усі види злоякісних пухлин потребують харчування. Як і здоровим клітинам, клітинам пухлини потрібен кисень і поживні речовини. Однак пухлини зазвичай виникають у місцях, бідних необхідними для життя з "єднаннями. Результати дослідження, опублікованого у виданні Molecular Cell, демонструють, як злоякісним новоутворенням вдається забезпечувати себе харчуванням і рости в таких несприятливих умовах.

Фермент ацетил-КоА-синтетаза-2 (ACSS2) відіграє ключову роль у забезпеченні пухлин можливості виживати. Цей фермент покращує здатність пухлинних клітин використовувати ацетат замість глюкози. Глюкоза - більш відповідний ресурс для пухлинного зросту, але її доставка в клітини пухлини зазвичай лімітована. Ацетат допомагає клітинам, що знаходяться в центрі новоутворення, не тільки виживати, а й рости.

Порушення цього механізму доставки ресурсів дозволило б зупинити зростання пухлини і знищити її клітини. Однак імунна система не справляється з цим завданням, і існуючі методи лікування онкологічних захворювань теж. Крім того, поки не цілком ясно, як фермент ACSS2 переміщується з гіалоплазми, рідкої частини цитоплазми клітини, в клітинне ядро (цей процес носить назву «ядерна транслокація»). Якби ядерну транслокацію ACSS2 вдалося зупинити, це могло б позбавити пухлинні клітини можливості підтримувати власне існування.

"Подолання метаболічного стресу - критично важливий етап зростання щільних пухлин. Ацетил-КоА, що синтезується з глюкози і ацетату - це ключове джерело вуглецю для таких значущих клітинних процесів, як ацетилювання гістонів і експресія генів, - розповідає провідний автор дослідження Чжимінь Лу (Zhimin Lu), професор нейроонкології. Наша робота пояснює механізми, що лежать в основі цього процесу. Нам вдалося з'ясувати, що фермент ACSS2 відіграє ключову роль у забезпеченні експресії генів у несприятливих умовах ".

Ацетилкофермент А, ацетил-коензим А, скорочено ацетил-КоА - важлива сполука в обміні речовин, що використовується в багатьох біохімічних реакціях. Його головна функція - доставляти атоми вуглецю з ацетил-групою в цикл трикарбонових кислот, щоб ті були окислені з виділенням енергії.

Лу і його колеги використовували метод редагування генів CRISPR для вивчення ролі ACSS2 в ацетилювання гістонів. Виявилося, що цей фермент забезпечує вироблення ацетил-КоА з ацетату всередині безпосередньо всередині клітинного ядра.

Гістони - це білки, що беруть участь в «упаковці» ДНК. Вони необхідні для клітинної регуляції, оскільки ацетилювання гістонів являє собою ключову частину процесу експресії генів. Модифікація гістонів за допомогою ACSS2 важлива, оскільки вона дозволяє пухлинним клітинам зберігати стабільність і розвиватися ".

ACSS2 відіграє важливу роль у формуванні лізосом, клітинних органоїдів, відомих своєю здатністю брати участь у пухлинному зростанні. Більш того, цей фермент стимулює автофагію, «канібалістський механізм забезпечення клітин харчуванням», що дозволяє лізосомам отримувати доступ до ключових поживних речовин і використовувати їх повторно.

"Результати дослідження проливають світло на взаємозв'язок між зміною клітинного обміну речовин та експресією генів пухлинних клітин. Придушення роботи ферменту ACSS2 в клітинному ядрі і в процесі отримання клітинами пухлини енергії через гліколіз може стати ефективним підходом до лікування онкологічних захворювань ", - пояснює Чжимінь Лу.