Ученые обнаружили, что высоколетальный тип опухоли головного мозга часто крадет ключевые питательные вещества, чтобы поддержать свой агрессивный рост, — и эту особенность можно использовать, чтобы замедлить распространение рака.
Эксперименты показывают, что многие опухоли головного мозга поглощают важную аминокислоту серин из окружающей ткани, вместо того чтобы синтезировать ее самостоятельно — это их метаболическая «ахиллесова пята». Ученые кормили мышей с определенными типами глиобластом диетой, лишенной серина, и обнаружили, что лишенные возможности получать его обычным способом опухоли росли медленнее, а подопытные животные жили дольше.
Статья в журнале Nature «означает большой прорыв в этой области», оценила нейрохирург-исследователь Шейла Сингх из Университета Макмастера в Канаде.
«Фактически они обнаружили метаболическую уязвимость глиобластомы, которую можно использовать в терапевтической стратегии», — пояснила она.
Беспощадная болезнь
Глиобластомы с молниеносной скоростью проникают в ткани головного мозга и почти всегда возобновляют рост после лечения, которое обычно включает хирургическое вмешательство и комбинацию химиотерапии и облучения. Большинство людей с таким диагнозом живут не больше 1–2 лет.
Опухоли крадут сахар и другие ресурсы у своего хозяина. Из «награбленного» рак строит собственные метаболические пути — сеть химических процессов, превращающих пищу в полезные молекулы, — делая «все возможное, чтобы расти, расти и расти», говорит онколог-нейробиолог Эндрю Скотт из Мичиганского университета, соавтор исследования.
Чтобы понять, как эта стратегия работает у глиобластом, авторы изучили восемь человек, перенесших операцию по удалению опухолей головного мозга. Во время операции участникам вводили меченые молекулы сахара с определенным изотопом углерода; затем анализировали образцы опухолей участников и окружающих тканей мозга.
Исследователи обнаружили, что некоторые глиобластомы используют сахар, полученный из окружающих тканей, для производства компонентов ДНК — что в конечном счете способствует бурному росту опухоли.
Уловки опухоли
Более глубоко уловки опухоли изучили на мышах, которым пересадили ткань человеческой глиобластомы. Эксперименты показали, что в отличие от здоровой мозговой ткани, которая производит собственный серин, злокачественные клетки «избавляют себя от необходимости его вырабатывать, потому что они [могут] его „съедать“», — объясняет соавтор Костас Лисиотис, биохимик из Мичиганского университета.
По мнению исследователей, похищая серин, глиобластома экономит сахар, который в противном случае был бы необходим для его синтеза. Раковые клетки могут направлять этот сахар на производство строительных блоков ДНК, РНК и других молекул, которые помогают им размножаться.
Очевидно, зависимость опухоли от чужого серина можно обернуть против нее самой. Эту идею проверили на мышах. Их посадили на диету без серина и глицина, который может в него превращаться. Мыши с определенными разновидностями глиобластомы жили на этой диете дольше, чем на стандартной; грызуны с другим типом опухоли — нет. Но лишенные серина животные со всеми типами опухолей жили дольше, если получали также химиотерапию и лучевую терапию.
В следующем году авторы надеются начать набор участников в клиническое испытание безсериновой диеты. Это не вылечит глиобластому, но может немного продлить жизнь некоторым людям с этим заболеванием, заключил Скотт.
Раковые клетки получают энергию, воруя митохондрии из нервов
Китайские биоинженеры создали мозговой чип, который помогает находить опухоли
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram