Syöpäsolut ovat heikompia, kun ne tehdään happamammiksi
Syöpäsolut toimivat huonommin ja pystyvät vähemmän lisääntymään, kun niiden sisäinen ympäristö tehdään happamammaksi.
Tämä oli johtopäätös, johon tutkijat Yhdysvalloissa ja Espanjassa tulivat sen jälkeen, kun he käyttivät tietokonemallia tutkiakseen olosuhteita, jotka vaikuttavat syöpäsolujen metabolisiin reitteihin.
Malli osoitti, että syöpäsolut tarvitsevat sisäisen ympäristön, joka on emäksisempi kuin terveiden solujen, jotta niiden metabolia toimisi kunnolla.
Se auttoi myös tunnistamaan joitain entsyymejä, jotka toimivat emäksisemmän ympäristön kanssa syövän edistämiseksi.
Tulokset voivat johtaa uusiin syöpälääkkeisiin, jotka kohdistuvat näihin molekyyleihin, lehdessä nyt julkaistun paperin mukaan Luontoviestintä.
"Tämä työ on edelleen hyvin akateemista", kertoo tutkimuksen tekijä Miquel Duran-Frigola, laskennallinen kemisti Biolääketieteen tutkimuslaitoksessa Barcelonassa, Espanjassa, "mutta uskomme, että jotkut tunnistetuista kohteista ovat valmiita testaamaan eläimiä, jolloin voimme siirtyä edistyneempiin prekliinisiin kokeisiin. "
Systeemibiologia
Tutkimus on esimerkki systeemibiologian alalla tehtävästä tutkimuksesta, joka käyttää monimutkaisia tietokonemalleja ja suuria tietoja auttaakseen meitä ymmärtämään "elämän organisatoriset periaatteet".
Tutkijat toivat yhteen suuren määrän biokemiallisia ja geneettisiä tietoja syöpäsolujen aineenvaihdunnan molekyylimallin kehittämiseksi.
He käyttivät mallia tutkiakseen "melkein 2000 metabolisen entsyymin" reaktiota solun sisäisen pH: n muutoksiin.
PH-asteikko on happamuuden mitta. Happamassa ympäristössä on matala pH ja emäksisessä tai emäksisessä ympäristössä korkea. PH 7 on neutraali - se ei ole happo eikä emäksinen.
Terveillä soluilla on hieman emäksinen sisäinen ympäristö, jonka pH on noin 7,2. Syöpäsolut ovat emäksisempiä ja niiden sisäinen pH on yli 7,2.
"Rekonstruoimalla ja integroimalla entsymaattiset pH-riippuvaiset aktiivisuusprofiilit soluspesifisiin genomimittakaavan aineenvaihduntamalleihin", toteavat kirjoittajat, "kehitämme laskennallisen metodologian, joka tutkii, miten solunsisäinen pH […] voi moduloida aineenvaihduntaa."
Lupaavia tuloksia
Tietokonemallin avulla ryhmä osoitti, että kun sen sisäpuoli pysyy suositellussa emäksisessä pH-vyöhykkeessä, syöpäsolu pystyy lisääntymään. Tämä tila suosii myös muita toimintoja, joihin solu luottaa, kuten "glykolyysi ja sopeutuminen hypoksiaan".
Mutta alempi, happamampi pH syöpäsolussa "poistaa nämä mukautukset ja vaarantaa kasvainsolujen kasvun", kirjoittajat huomauttavat.
Tiimi käytti myös mallia tunnistamaan aineenvaihdunnan kohteet, jotka osoittivat "ennustetut monistetut syöpälääkkeet", kun syöpäsolun sisäinen ympäristö muuttui happamammaksi.
Jotkut kohteista ovat jo osoittaneet lupaavia tuloksia testeissä, joissa käytetään todellisia rintasyöpäsoluja.
"Eri pH-arvoissa paremmin toimivien aineenvaihduntareittien välisen yhteyden ymmärtäminen voi antaa meille käsityksen syövän käyttämistä mekanismeista selviytyäkseen emäksisessä pH-arvossa."
Miquel Duran-Frigola
