Secretul efectului Warburg asociat cancerului

Toate celulele generează energie pentru a se menține în viață, dar celulele canceroase au nevoie de mai multă energie pentru a crește și a se înmulți rapid.
Înțelegerea modului în care diferite tipuri de celule se alimentează sau se metabolizează reprezintă un domeniu fascinant în cercetare. Noi medicamente ar putea fi inventate pentru a întrerupe procesul de răspândire a celulelor canceroase. Metabolismul joacă un rol esenţial în activarea celulelor din sistemul imunitar, care protejează împotriva agenților patogeni, cum ar fi viruşii, bacteriile și celule ale corpului modificate, cum sunt celulele canceroase.

Un nou studiu realizat la Universitatea din Chicago a dezvăluit motivul pentru care celulele canceroase utilizează şi se hrănesc cu nutrienţi în mod diferit faţă de celulele sănătoase şi cum anume această diferenţă contribuie la supravieţuirea şi răspândirea celulelor canceroase. Studiul, publicat în ediția Nature arată că acidul lactic (sau lactatul), un produs al metabolismului, modifică funcția unei celule a sistemului imunitar cunoscută sub numele de macrofag. Macrofagele reprezintă un tip de globule albe din sânge ce joacă un rol important în combaterea infecțiilor și a cancerului.

Acum aproximativ 90 de ani, fiziologul și medicul german Otto Warburg și-a pus pentru prima dată întrebarea de ce unele celule consumă substanțe nutritive în mod diferit. Acesta ştia că celulele normale folosesc oxigen pentru a transforma alimentele în energie, printr-un proces numit fosforilare oxidativă. Dar când a studiat celulele canceroase, a observat că acestea preferă să-și alimenteze dezvoltarea prin glicoliză, un proces care implică consumul și descompunerea glucozei pentru a produce energie. Fenomenul a fost denumit „efectul Warburg”.

Yingming Zhao, profesor doctor la Ben May Department for Cancer Research de la Universitatea din Chicago și Lev Becker, profesor asociat la aceeaşi universitate, au folosit o tehnică de laborator numită spectrometrie de masă pentru a analiza mecanismele care controlează efectul Warburg. Ei au observat că lactatul joacă, de asemenea, un rol non-metabolic. Acidul lactic (sau lactatul) este sursa și stimulatorul unui nou tip de modificare a histonelor, pe care cercetătorii au denumit-o „lactatilarea histonelor” (histone lactylation). Histonele sunt un grup de proteine localizate în nucleele celulelor eucariote, care organizează ADN-ul în unități structurale și controlează genele. La rândul lor, aceste gene determină tipul și funcția celulelor. Cercetătorii au demonstrat că procesul de „lactatilare” a histonelor modifică aceste unități structurale, fapt care conduce la schimbarea combinației de gene și a funcțiilor macrofagelor.

Studiul sugerează că nivelurile ridicate de acid lactic (lactat) și procesul de „lactatilare” a histonelor din macrofage pot contribui la formarea tumorilor și la dezvoltarea lor. Efectul Warburg poate fi observat şi în alte boli/afecţiuni, în afară de cancer, cum ar fi: septicemia, bolile autoimune, ateroscleroza, diabetul, dar şi în procesul de îmbătrânire.

sursa: Science Daily