Celice raka so šibkejše, če postanejo bolj kisle

Celice raka delujejo slabše in se manj razmnožujejo, če je njihovo notranje okolje bolj kislo.

Zaradi bolj kislih rakavih celic bi lahko pomirili njihovo sposobnost razmnoževanja.

To je bil zaključek, do katerega so prišli raziskovalci v ZDA in Španiji, potem ko so z računalniškim modelom preučevali razmere, ki vplivajo na presnovne poti v rakavih celicah.

Model je pokazal, da rakave celice potrebujejo notranje okolje, ki je bolj alkalno od okolja zdravih celic, da njihov metabolizem deluje pravilno.

Prav tako je pomagal identificirati nekatere encime, ki v bolj alkalnem okolju spodbujajo raka.

Ugotovitve bi lahko privedle do novih zdravil proti raku, ki ciljajo na te molekule, v skladu s prispevkom, objavljenim v reviji Nature Communications.

"To delo je še vedno zelo akademsko," pojasnjuje soavtor študije Miquel Duran-Frigola, računalniški kemik na Inštitutu za raziskave biomedicine v Barceloni v Španiji, "vendar menimo, da so nekateri opredeljeni cilji pripravljeni na preizkus v živali, kar nam omogoča, da preidemo v naprednejše faze predkliničnih preskušanj. "

Sistemska biologija

Študija je primer vrste raziskav, ki potekajo na področju sistemske biologije, ki nam s pomočjo zapletenih računalniških modelov in velikih podatkov pomaga razumeti "organizacijska načela življenja".

Raziskovalci so združili veliko količino biokemijskih in genetskih podatkov za razvoj molekularnega modela metabolizma rakavih celic.

Z modelom so raziskali odziv "skoraj 2000 presnovnih encimov" na spremembe notranjega pH celice.

Lestvica pH je merilo kislosti. Kislo okolje ima nizek pH, alkalno ali bazično okolje pa visok pH. PH 7 je nevtralen - ni ne kisel ne alkalen.

Zdrave celice imajo rahlo bazično notranje okolje s pH približno 7,2. Celice raka so bolj alkalne in imajo notranji pH nad 7,2.

"Z rekonstrukcijo in integracijo encimskih profilov aktivnosti, odvisnih od pH, v celične specifične presnovne modele na genomu," ugotavljajo avtorji, "razvijamo računsko metodologijo, ki raziskuje, kako lahko znotrajcelični pH [...] modulira presnovo."

Obetavni rezultati

Z uporabo računalniškega modela je ekipa pokazala, da ko se njena notranjost zadržuje v priljubljenem alkalnem pH območju, se rakava celica lahko razmnožuje. Ta pogoj daje prednost tudi drugim funkcijam, na katere se celica zanaša, na primer "glikoliza in prilagajanje na hipoksijo."

Toda nižji, bolj kisel pH v rakavi celici "onemogoča te prilagoditve in ogroža rast tumorskih celic," ugotavljajo avtorji.

Skupina je model uporabila tudi za prepoznavanje metaboličnih tarč, ki so pokazale "predvidene okrepljene učinke proti raku", ko je notranje okolje rakave celice postalo bolj kislo.

Nekateri cilji so že pokazali obetavne rezultate pri testih z uporabo resničnih celic raka dojke.

"Razumevanje povezave med presnovnimi potmi, ki delujejo bolje pod različnimi pH, nam lahko da predstavo o mehanizmih, ki jih rak uporablja za preživetje pri osnovnem pH."

Miquel Duran-Frigola