hirdetés

Warburg-hatás: egy száz éves rejtély megoldása

Kiderítették, mi az oka, hogy a gyorsan osztódó rákos sejtek az energiahatékony oxidatív foszforiláció helyett a rossz hatásfokú fermentációt használják. A felfedezés arra is rávilágít, hogy eddigi elképzeléseinkkel szemben a sejt metabolizmusa irányíthatja a növekedési jelátvitelt.

hirdetés

Épp száz éve, 1921-ben fedezte fel a német biokémikus-orvos Otto Warburg, hogy a ráksejtek szokatlan, kevéssé hatékony módon jutnak energiához: nem oxigén felhasználásával, oxidatív foszforilációval bontják a cukormolekulákat, hanem az élesztősejtekhez hasonlóan fermentációval, oxigén felhasználása nélkül. A ráksejtek így gyorsan energiához tudnak jutni, de a glükózból fermentációval keletkező piroszőlősavban a glükózban tárolt energia nagy része még továbbra is lekötött állapotban marad.

Warburg a sejtlégzés mechanizmusainak feltárásáért 1931-ben Nobel-díjat kapott, és a tudósok azóta is különböző hipotézisekkel próbálták magyarázni, hogy a rákos sejtek miért nem a mitokondriumokban működő hatékony oxidatív foszforilációt használják, miért elégednek meg a citoplazmában végbemenő, rossz hatásfokú fermentációval. Egy korai elmélet pl. azt feltételezte, hogy a rákos sejtek mitokondriumai képtelenek ellátni feladatukat, azonban kiderült, hogy tökéletesen működnek, a rákos sejt mégis alig használja őket.

Most az egyesült államokbeli rákkutató intézet, a Sloan Kettering Institute immunológusainak a T-sejtek, és ezen belül egy enzim, a foszfoinozitid-3-kináz (PI3K) tanulmányozásával sikerült választ adni a rákos sejtek működésének rejtélyre. A Ming Li által vezetett kutatócsoport eredményei a Science folyóiratban jelentek meg (Glycolysis fuels phosphoinositide 3-kinase signaling to bolster T cell immunity).

A PI3K egy kulcsfontosságú jelátvivő molekula, ami a sejt metabolizmusát irányítja: a legtöbb energiaigényes folyamat a sejtben, beleértve a sejtosztódást is, csak PI3K jelenlétében tud végbe menni. Ismert, hogy a PI3K mutációja többek között rákot vagy inzulinrezisztenciát is okozhat.

A Sloan Kettering Institute immunológusai most azt derítették ki, hogy amikor egy sejt anyagcseréje a Warburg-metabolizmus, azaz a fermentáció irányába tolódik, megnő a PI3K aktivitása, ez pedig a sejtosztódás fokozódásához vezet. Eddig a metabolizmusnak csak másodlagos szerepet tulajdonítottunk a jelátvitelhez képest, de most arra derült fény, hogy a metabolizmus változása indítja be a sejtosztódáshoz vezető jelátvitelt. A metabolizmus célbavétele tehát a rákos burjánzás ellenszere is lehet.

A kórokozók által aktivált T-sejtek szintén a kevéssé hatékony Warburg-metabolizmust használják: fertőzés esetén a T-sejtek az oxidatív foszforilációról fermentációra váltanak. A fermentáció során termelődő PI3K hatására tejsavdehidrogenáz-A (LDHA) keletkezik, majd a felszaporodó LDHA teszi lehetővé osztódásukat és így a kórokozók elleni védekezést, írják az immunológusok, ugyanis az általuk vizsgált LDHA-mentes T-sejtekkel bíró egerekben a PI3K-aktivitás nem tudott fennmaradni, az egerek képtelenek voltak T-sejtes immunválaszt produkálni. Vagyis egy metabolikus enzim, az LDHA képes arra, hogy a PI3K jelátvitelen keresztül sejtnövekedést és sejtosztódást indítson be, hangsúlyozza Li.

A többi kinázhoz hasonlóan a PI3K-nak is ATP-re van szüksége a működéshez. A fermentáció során gyorsan és a citoplazmában szabadul fel ATP, és ez a PI3K működését elősegítve pozitív visszacsatolást indít be a Warburg-metabolizmus és a PI3K-aktivitás között. A folyamatos PI3K-aktivitás pedig azonnali és fenntartott sejtosztódáshoz: a fertőzés elleni védekezés azonnali beindulásához, valamint folyamatos immunsejt-képződéshez vezet.

Bár a kutatók immunsejteket vizsgálva jutottak el a felfedezéshez, az eredmény a rákos sejtek működését is megmagyarázza, hiszen a rákos sejtek esetében is a PI3K adja meg a sejtosztódási utasítást, ez a jelátvivő a legaktívabb a rákos burjánzás során. A T-sejtekhez hasonlóan a rákos sejtek is azért használhatják az energiatermelés szempontjából rossz hatásfokú Warburg-metabolizmust, mert az ennek során keletkező PI3K folyamatos sejtnövekedést és sejtosztódást biztosít. A kutatók szerint eredményük azt a lehetőséget is felveti, hogy a rákos burjánzás megakadályozható lehet az LDHA aktivitásának blokkolásával, azaz a Warburg-kapcsoló kiiktatásával.

Dr. K. A.
a szerző cikkei

hirdetés
Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés

blog

Egy 57 éves, frissen kezelni kezdett hypertoniás, dohányzó férfibetegnél korábban, hegymenetben jelentkezett már anginaszerű panasza, ami miatt kardiológushoz előjegyezték. Most favágás közben jelentkezett retrosternalis szorító-markoló fájdalom.

Amennyiben a képalkotó szakemberek számára rendelkezésre áll egy iPhone vagy egy iPad készülék, rengeteg minőségi radiológia-orientált alkalmazás közül választhatnak. A más operációs rendszert használók számára jelenleg sokkal korlátozottabbak a lehetőségek.

Úgy látszik, a fül- orr- gégészetet egyre szorosabb szálak fűzik össze a babasamponnal. Most kiderült, hogy alkalmas nasenendoscopia, azaz orrtükrözés során páramentesítésre is, legalábbis thaiföldi kollégák szerint.

Azok számára, akik tudják, mik a gyógyszer hatóanyagai, a mélyvénás trombózis miatti halálesetekről szóló hír nem annyira meglepő. A Diane kombinációban tartalmaz ciproteron-acetátot és az etinil-ösztradiolt.