Grupa naturalnych związków, która w ostatnich latach budzi duże zainteresowanie ze względu na potencjalne działanie przeciwstarzeniowe, ma również mniej korzystny aspekt. Nowe badania pokazują, w jaki sposób rodzina substancji nazywanych poliaminami może przyspieszać wzrost komórek nowotworowych. Zespół z Tokijskiego Uniwersytetu Nauki w Japonii przedstawił wyniki, które wnoszą istotne informacje zarówno do badań nad leczeniem nowotworów, jak i do rozwoju terapii ukierunkowanych na spowalnianie procesów starzenia.
Czym są poliaminy (spermidyna, putrescyna) i dlaczego są ważne?
Poliaminy to niezbędne cząsteczki obecne we wszystkich żywych komórkach. Wśród nich znajdują się związki o charakterystycznych nazwach, takie jak spermidyna i putrescyna. Pełnią one funkcje regulacyjne w procesach związanych ze wzrostem komórek oraz syntezą białek.
Wcześniejsze badania na modelach zwierzęcych łączyły spermidynę z: - wydłużeniem długości życia, - poprawą ogólnego stanu zdrowia, - ograniczeniem pogarszania się pamięci wraz z wiekiem.
Nic dziwnego, że spermidyna trafia też do licznych suplementów diety bez recepty, reklamowanych jako wspierające zdrowie i dobrostan.
Związek poliamin z nowotworami i glikolizą tlenową (efekt Warburga)
Jednocześnie badacze wiązali spermidynę i inne poliaminy z procesami sprzyjającymi rozprzestrzenianiu się nowotworów. Celem nowego projektu było dokładniejsze przyjrzenie się tej relacji oraz konkretnym zmianom biologicznym, które mogą zachodzić - ze szczególnym uwzględnieniem tego, jak komórki nowotworowe intensywnie zużywają cukier bez wykorzystywania tlenu, nawet gdy tlenu nie brakuje. Ten sposób pozyskiwania energii jest znany jako glikoliza tlenowa (często opisywana w kontekście efektu Warburga) i jest jedną z preferowanych dróg „zasilania” szybkiego wzrostu guza.
Jak piszą autorzy w publikacji: „Zmiany w metabolizmie poliamin korelują z różnymi patologiami, w tym z nowotworami oraz stanami związanymi z wiekiem”. Dodają również, że wciąż nie było jasne, „w jaki sposób poliaminy bezpośrednio modulują geny wpływające na progresję nowotworu - w szczególności wzrost komórek zależny od glikolizy tlenowej”.
Co sprawdzono w komórkach raka szyjki macicy i raka piersi?
Zespół wykorzystał hodowle laboratoryjne komórek raka szyjki macicy oraz raka piersi, aby zbadać, jak tkanki nowotworowe reagują na różne modyfikacje i „dalsze skutki” tych zmian - w tym na oddziaływanie na dwa białka: eIF5A1 oraz eIF5A2.
Choć oba białka są do siebie bardzo podobne i mają niemal identyczne sekwencje aminokwasów, wcześniejsze obserwacje wskazywały, że: - eIF5A1 jest kluczowe dla prawidłowego funkcjonowania zdrowych komórek, - eIF5A2 może odgrywać ważną rolę w rozwoju i wzroście nowotworu.
Ponieważ poliaminy wpływają na wytwarzanie tych białek, badacze podejrzewali, że to właśnie one mogą leżeć u podstaw „podwójnej roli” spermidyny - jako związku kojarzonego z przeciwstarzeniowymi korzyściami, a jednocześnie potencjalnego czynnika wspierającego nowotwór.
eIF5A2, miR-6514-5p i „zdjęcie hamulca” ze wzrostu nowotworu
W eksperymentach zastosowano leki oraz edycję genetyczną, aby w komórkach nowotworowych zmieniać poziomy poliamin oraz białek eIF5A1 i eIF5A2. Zachowanie komórek wskazało, że poliaminy:
- przesuwają metabolizm komórek nowotworowych w kierunku glikolizy tlenowej,
- zwiększają poziom białka eIF5A2,
- a dzieje się to głównie poprzez usunięcie naturalnego „hamulca” jego produkcji w postaci cząsteczki RNA o nazwie miR-6514-5p.
Gdy z komórek usuwano poliaminy lub eIF5A2, wzrost komórek nowotworowych wyraźnie słabł. Natomiast ponowne podanie spermidyny przywracało ekspansję nowotworu. To mocna przesłanka, że spermidyna może pełnić istotną funkcję w proliferacji guza.
Różnice między tkanką prawidłową a nowotworową: eIF5A1 kontra eIF5A2
Biochemik Kyohei Higashi z Tokijskiego Uniwersytetu Nauki podkreśla, że aktywność biologiczna poliamin realizowana przez eIF5A różni się w tkankach zdrowych i nowotworowych. W ujęciu zespołu:
- w tkankach prawidłowych eIF5A1, aktywowane przez poliaminy, uruchamia mitochondria poprzez autofagię,
- natomiast w tkankach nowotworowych eIF5A2, którego syntezę nasilają poliaminy, steruje ekspresją genów na poziomie translacji, ułatwiając proliferację komórek nowotworowych.
Co te wyniki nie oznaczają - i co mogą zmienić w leczeniu
Badania te są dalekie od stwierdzenia, że spermidyna lub poliaminy „powodują” nowotwór. Raczej pokazują, że gdy nowotwór już powstanie wskutek określonej biologicznej dysfunkcji, komórki nowotworowe mogą przejmować korzyści wynikające z obecności poliamin, by skuteczniej przetrwać i szerzyć się dalej.
Jednocześnie doprecyzowanie ról eIF5A2 oraz miR-6514-5p daje naukowcom możliwość testowania nowych punktów uchwytu dla terapii. Teoretycznie, jeśli uda się farmakologicznie zmienić działanie tych białek i cząsteczek, można próbować zaburzyć mechanizmy, na których opiera się rozwój nowotworu.
Warto też pamiętać o kontekście praktycznym: spermidyna występuje naturalnie w żywności, a jej poziom w organizmie jest powiązany z dietą oraz procesami metabolicznymi. W świetle tego typu wyników szczególnie ważne staje się rozróżnienie między fizjologicznymi stężeniami związków w diecie a suplementacją w dawkach, które mogą wpływać na szlaki związane ze wzrostem komórek.
Równie istotne jest to, że nowotwory nie są jednorodne - różnią się genetycznie i metabolicznie, także w obrębie tego samego typu choroby. Dlatego potencjalne cele terapeutyczne, takie jak oś poliaminy–miR-6514-5p–eIF5A2, wymagałyby dokładnego dopasowania do profilu guza, zanim można byłoby mówić o bezpiecznym zastosowaniu klinicznym.
Nowy cel terapeutyczny i ostrożność interpretacji
Za każdym razem, gdy identyfikuje się nowe potencjalne cele leczenia, rośnie szansa na opracowanie skutecznych leków przeciwnowotworowych. Jednocześnie potrzebne są kolejne etapy ostrożnych badań, aby upewnić się, że interwencje nie zaszkodzą zdrowym komórkom. Na ten moment przedstawione wyniki ograniczają się do hodowli komórkowych w laboratorium.
Autorzy podsumowują, że ich dane ujawniają ważną rolę eIF5A2, regulowanego przez poliaminy i miR-6514-5p, w proliferacji komórek nowotworowych. Sugerują przy tym, że interakcja między eIF5A2 a rybosomami, które współregulują progresję nowotworu, może stanowić selektywny cel leczenia.
Badania opublikowano w Czasopiśmie Chemii Biologicznej.
Komentarze
Brak komentarzy. Bądź pierwszy!
Zostaw komentarz