В новой работе, проведенной учеными Юго-Западного медицинского центра Техасского университета (University of Texas Southwestern Medical Center), США, сообщается о преобладании значимости лактата в обеспечении энергетического обмена опухолевых клеток. Полученные сведения, по словам авторов, трансформируют сложившиеся ранее представления о метаболических особенностях опухолевого роста, предлагая новые объяснения и открывая альтернативные пути в изучении методов терапии и визуализации при онкологических заболеваниях.
Руководитель научно-исследовательского проекта директор программы по изучению генетических и метаболических заболеваний Юго-Западного медицинского центра Техасского университета, профессор Ральф Деберардинис (Ralph DeBerardinis) отметил, что результаты исследования в значительной мере опровергают ранее обоснованные взгляды относительно обмена веществ в новообразованиях. Так, наиболее авторитетное наблюдение в сфере исследований метаболизма опухолей, эффект Варбурга, основано на том, что лактат является побочным продуктом энергетических обменных реакций тканей опухоли. Научное признание указанной концепции стало отправной точкой множества сопряженных исследований в данной области знаний. Однако новые факты, полученные в недавней работе, фундаментально трансформируют представления о направленности метаболизма опухолевых клеток.
Эффект, описанный нобелевским лауреатом Отто Варбургом, предполагает три основных биохимических компонента: быстрое поглощение глюкозы, редукцию окислительного фосфорилирования глюкозы даже при наличии кислорода и производство лактата в качестве побочного продукта метаболизма.
В работе, опубликованной в издании «Cell» 5 октября 2017 г., авторами обоснована точка зрения, согласно которой лактат является не только побочным продуктом анаэробного обмена, но и служит источником энергии, потребляемой опухолевыми клетками при раке легкого. Указанные выводы подтверждены как в эксперименте на лабораторных животных, так и в клинических наблюдениях за пациентами. В целом же, сочетание выводов предыдущего исследования, показавших активацию окислительных процессов глюкозы в тканях опухолей, и результатов нового исследования бросает вызов фундаментальным принципам эффекта Варбурга. Комментируя работу, авторы объяснили, что лактат, вероятно, является одним из энергетических субстратов, поддерживающих рост, пролиферацию и, возможно, даже процессы метастазирования. Также ученые подчеркнули, что лучшее понимание метаболической роли лактата в онкогенезе может помочь сформулировать более точные терапевтические цели в лечении пациентов с одним из наиболее распространенных опухолевых заболеваний — раком легкого. Кроме того, потребление лактата опухолевыми клетками может рассматриваться как прогностический вектор и применяться в качестве маркера визуализации в топографической диагностике зон опухолевого роста.
Дополнительные результаты исследования, по словам авторов, также предполагают потенциальную связь между степенью утилизации лактата тканями опухоли и агрессивностью рака. В связи с этим доктор Брэндон Фауберт (Brandon Faubert), представляющий Канадский институт исследований в области здравоохранения (Canadian Institutes of Health Research Fellow), отметил, что результаты экспериментальных и клинических исследований являются предварительными, однако проведенные наблюдения позволили зафиксировать связь между уровнем потребления лактата и тем, насколько быстро опухоли метастазируют или рецидивируют. По мнению исследователей, такие выводы могут указывать на существование неких принципиальных механизмов использования лактата раковыми клетками, отражающих степень клинической агрессивности опухоли.
- Faubert B., Li K.Y., Cai L. et al. (2017) Lactate metabolism in human lung tumors. Cell, Oct. 5 [Epub. ahead of print].
- UT Southwestern Medical Center (2017) Study challenges long-standing concept in cancer metabolism. ScienceDaily, Oct. 5 (https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171005161129.htm).
Наталья Савельева-Кулик
