Резюме. Результаты нового исследования американских ученых
Быстро растущие клетки, в частности, раковые клетки, потребляют большое количество питательных веществ и выделяют избыток метаболических отходов. Одним из таких отходов является аммиак. Образовываясь в здоровых клетках, он транспортируется в печень, где метаболизируется в менее токсичные вещества и выводится из организма с мочой.Важным отличием здоровых тканей от опухолевых является небольшое количество кровеносных сосудов в последних. Это создает благоприятные условия для аккумулирования аммиака в концентрациях, которые были бы губительны для здоровых клеток.
В ходе данного исследования ученые изучали особенности жизнедеятельности опухолевых клеток при повышенной концентрации аммиака.Для этого они помечали атомы азота в глютамине. В процессе клеточного метаболизма глютамин расщепляется до амиака, а меченный азот выделяется в виде побочного продукта. Исследователи оценивали более 200 различных клеточных метаболитов в клетках рака молочной железы и в опухолях человека, пересаженных лабораторным мышам.Ученые заметили, что пролиферация культивируемых клеток рака молочной железы значительно ускоряется в присутствии аммиака, а супрессия его синтеза, наоборот, приводит к замедлению роста опухоли. Раковые клетки интенсивно включали аммиак в процессы обмена веществ, прежде всего он становился источником азота для аминокислоты глутаминовой кислоты, являющего основой белка.Около 20% клеточного пула глутаминовой кислоты содержали остатки переработанного аммиака.
Исследователи обратили внимание, что чем выше создавалась концентрация аммиака, тем интенсивнее шел процесс роста опухоли. Так, клетки, подвергавшиеся воздействию аммиака, удваивались на 7 ч раньше, чем выращенные без данного соединения.Оценивая рост опухолевых клеток в методе 3D-культуры, при котором клетки могут делиться во всех направлениях, как это и происходит внутри организма, ученые заметили, что доступ аммиака приводит к увеличению количества клеток и площади поверхности клеточных кластеров на 50%.
При оценке интенсивности роста опухолей человека, пересаженных лабораторным мышам, авторы работы определили, что аммиак оказывает на этот процесс значимое влияние. Доказательством этого служит то, что блокирование фермента глутамат-дегидрогеназы, участвующего в биохимических реакциях включения амиака в белковые структуры, значительно замедляет распространение опухоли.
Автор работы доктор Марсиа Хайгис (Marcia Haigis) отметила, что в нормальных условиях аммиак является продуктом клеточного метаболизма, который быстро выводится из организма вследствие его высокой токсичности. Но, как оказалось, для раковых клеток он не только безвреден, но и может быть использован для питания опухоли.Она подчеркнула, что в ходе работы получены данные о том, что подавление обмена аммиака приводит к замедлению роста опухоли. Возможно, основой новой рациональной стратегии для лечения пациентов с онкологическими заболеваниями станет поиск методов эффективного ингибирования синтеза аммиака и его обратного включения в процессы метаболизма.- Harvard Medical School(2017) Breast cancer cells recykluje их собственную ammonia waste as fuel: Repressing ammonia metabolism stunts tumor growth in mice, findings может inform design of new therapies. ScienceDaily, Окт. 19 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171019101016.htm).
- Spinelli J.B., Yoon H., Ringel A.E. et al.(2017) Метаболиц рецицлинг оф аммония виа глутамате дегидрогенасе суппортс брест цэнцер биомас. Сциенце, Уцт. 12 шепуб. ахед оф принтщ.
Юлия Котикович