Nghiên cứu Y - Dược Thứ ba, ngày 26/1/2021

Các nhà khoa học giải mã bí ẩn 100 năm về bệnh ung thư

Một bí ẩn lâu đời là tại sao các tế bào phát triển nhanh, như tế bào ung thư và tế bào miễn dịch, lại dựa vào một dạng chuyển hóa glucose dường như không hiệu quả để cung cấp năng lượng cho các hoạt động của chúng. Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học hiện đã đưa ra một giải pháp thuyết phục.
Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Năm 2021 đánh dấu kỷ niệm 100 năm phát hiện cơ bản được dạy trong mọi sách giáo khoa hóa sinh. Vào năm 1921, bác sĩ người Đức Otto Warburg đã quan sát thấy rằng các tế bào ung thư thu năng lượng từ đường glucose một cách không hiệu quả một cách kỳ lạ: thay vì "đốt cháy" nó bằng cách sử dụng oxy, các tế bào ung thư làm những gì nấm men làm - chúng lên men nó. Quá trình không phụ thuộc vào oxy này diễn ra nhanh chóng, nhưng để lại nhiều năng lượng trong glucose chưa được khai thác.

Nhiều giả thuyết khác nhau để giải thích hiệu ứng Warburg đã được đưa ra trong nhiều năm, bao gồm cả ý kiến ​​cho rằng các tế bào ung thư có ty thể bị lỗi - "nhà máy năng lượng" của chúng - và do đó không thể thực hiện quá trình đốt cháy glucose có kiểm soát. Nhưng không có lời giải thích nào trong số này có thể chịu được thử thách của thời gian. (Ví dụ, ty thể của tế bào ung thư hoạt động tốt.)

Giờ đây, một nhóm nghiên cứu tại Viện Kettering Sloan do nhà miễn dịch học Ming Li dẫn đầu đã đưa ra một câu trả lời mới, dựa trên một bộ thí nghiệm di truyền và sinh hóa khổng lồ và được công bố ngày 21 tháng 1 trên tạp chí Science .

Nó liên quan đến mối liên hệ chưa được đánh giá cao trước đây giữa sự trao đổi chất của Warburg và hoạt động của một loại enzyme mạnh trong tế bào được gọi là PI3 kinase.

Tiến sĩ Li nói: “PI3 kinase là một phân tử tín hiệu quan trọng có chức năng gần giống như một tổng tư lệnh của quá trình chuyển hóa tế bào. "Hầu hết các sự kiện tế bào tốn kém năng lượng trong tế bào, bao gồm cả sự phân chia tế bào, chỉ xảy ra khi PI3 kinase đưa ra tín hiệu."

Khi các tế bào chuyển sang chuyển hóa Warburg, hoạt động của PI3 kinase được tăng lên, và do đó, cam kết phân chia của các tế bào được củng cố. Nó hơi giống như đưa cho tổng tư lệnh một cái loa.

Phát hiện sửa đổi quan điểm thường được chấp nhận giữa các nhà hóa sinh học coi sự trao đổi chất là thứ yếu của tín hiệu tế bào. Họ cũng gợi ý rằng mục tiêu trao đổi chất có thể là một cách hiệu quả để ngăn chặn sự phát triển của ung thư.

Tiến sĩ Li và nhóm của ông, bao gồm cả nghiên cứu sinh Ke Xu, đã nghiên cứu sự trao đổi chất Warburg trong các tế bào miễn dịch, cũng dựa vào hình thức trao đổi chất dường như không hiệu quả này. Khi các tế bào miễn dịch được cảnh báo về sự hiện diện của nhiễm trùng, một loại tế bào T nhất định sẽ chuyển từ dạng chuyển hóa đốt cháy oxy điển hình sang dạng chuyển hóa Warburg khi chúng phát triển về số lượng và tăng cường bộ máy chống nhiễm trùng.


Công tắc quan trọng điều khiển sự thay đổi này là một enzym có tên là lactate dehydrogenase A (LDHA), được tạo ra để đáp ứng với tín hiệu PI3 kinase. Kết quả của quá trình chuyển đổi này, glucose chỉ bị phân hủy một phần và đơn vị tiền tệ năng lượng của tế bào, được gọi là ATP, nhanh chóng được tạo ra trong tế bào của tế bào. (Ngược lại, khi tế bào sử dụng oxy để đốt cháy glucose, các phân tử bị phân hủy một phần sẽ đi đến ty thể và tiếp tục bị phân hủy ở đó để tạo ra ATP.)

Tiến sĩ Li và nhóm của ông phát hiện ra rằng ở chuột, các tế bào T thiếu LDHA không thể duy trì hoạt động PI3 kinase của chúng, và kết quả là không thể chống lại nhiễm trùng một cách hiệu quả. Đối với Tiến sĩ Li và nhóm của ông, điều này ngụ ý rằng enzym chuyển hóa này đang kiểm soát hoạt động truyền tín hiệu của tế bào.

Tiến sĩ Li cho biết: “Lĩnh vực này đã hoạt động với giả định rằng sự trao đổi chất là thứ yếu của tín hiệu yếu tố tăng trưởng. "Nói cách khác, tín hiệu yếu tố tăng trưởng thúc đẩy sự trao đổi chất và sự trao đổi chất hỗ trợ sự phát triển và tăng sinh của tế bào. Vì vậy, việc quan sát thấy một enzym chuyển hóa như LDHA có thể tác động đến tín hiệu yếu tố tăng trưởng thông qua PI3 kinase thực sự thu hút sự chú ý của chúng tôi."

Giống như các kinase khác, PI3 kinase dựa vào ATP để thực hiện công việc của nó. Vì ATP là sản phẩm ròng của quá trình chuyển hóa Warburg, một vòng phản hồi tích cực được thiết lập giữa quá trình trao đổi chất Warburg và hoạt động PI3 kinase, đảm bảo hoạt động liên tục của PI3 kinase - và do đó phân chia tế bào.

Về lý do tại sao các tế bào miễn dịch được kích hoạt lại ưu tiên sử dụng hình thức trao đổi chất này, Tiến sĩ Li nghi ngờ nó liên quan đến nhu cầu sản xuất ATP của các tế bào nhanh chóng để tăng cường phân chia tế bào và bộ máy chống nhiễm trùng. Vòng phản hồi tích cực đảm bảo rằng một khi chương trình này được tham gia, nó sẽ được duy trì cho đến khi loại bỏ sự lây nhiễm.

Mặc dù nhóm nghiên cứu đã khám phá ra các tế bào miễn dịch, nhưng rõ ràng có những điểm tương đồng với ung thư.

"PI3 kinase là một kinase rất, rất quan trọng trong bối cảnh ung thư", Tiến sĩ Li nói. "Đó là thứ gửi tín hiệu tăng trưởng để các tế bào ung thư phân chia và là một trong những con đường truyền tín hiệu hoạt động quá mức trong bệnh ung thư."

Cũng như các tế bào miễn dịch, tế bào ung thư có thể sử dụng chuyển hóa Warburg như một cách để duy trì hoạt động của con đường tín hiệu này và do đó đảm bảo sự phát triển và phân chia tiếp tục của chúng. Kết quả đưa ra khả năng hấp dẫn rằng các bác sĩ có thể kiềm chế sự phát triển của ung thư bằng cách ngăn chặn hoạt động của LDHA - "công tắc" Warburg.

Nguồn : Trung tâm Ung thư Memorial Sloan Kettering 
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Contact: VBCmedia, Jsc. - No 34, Louis Metropolis, Hanoi - Email: contact@thuocbietduoc.com.vn