Vähirakud on nõrgemad, kui neid happelisemaks muuta
Vähirakud toimivad vähem hästi ja on vähem võimelised paljunema, kui nende sisekeskkond on happelisem.
Sellele järeldusele jõudsid Ameerika Ühendriikide ja Hispaania teadlased pärast arvutimudeli abil vähirakkudes ainevahetusradasid mõjutavate seisundite uurimist.
Mudel näitas, et vähirakud vajavad ainevahetuse nõuetekohaseks toimimiseks sisekeskkonda, mis on leelisem kui tervete rakkude keskkond.
Samuti aitas see tuvastada mõningaid ensüüme, mis töötavad vähi soodustamiseks leeliselisema keskkonnaga.
Vastavalt ajakirjas nüüd avaldatud artiklile võivad leiud viia uute vähiravimiteni, mis on suunatud nendele molekulidele Looduskommunikatsioon.
"See töö on endiselt väga akadeemiline," selgitab uuringu kaasautor Miquel Duran-Frigola, arvutuskeemik Barcelonas Biomeditsiini uurimisinstituudis, Hispaanias, "kuid usume, et mõned tuvastatud sihtmärgid on valmis testimiseks loomadele, võimaldades seeläbi liikuda arenenumatesse prekliinilistesse uuringuetappidesse. "
Süsteemibioloogia
Uuring on näide süsteemibioloogia valdkonnas toimuvast uurimistüübist, mis kasutab keerukaid arvutimudeleid ja suuri andmeid, et aidata meil mõista "elu organisatsioonilisi põhimõtteid".
Teadlased koondasid vähirakkude metabolismi molekulaarse mudeli väljatöötamiseks suure hulga biokeemilisi ja geneetilisi andmeid.
Nad kasutasid seda mudelit, et uurida "peaaegu 2000 metaboolse ensüümi" vastust raku sisemise pH muutustele.
PH-skaala on happesuse näitaja. Happelises keskkonnas on madal pH ja leeliselises või aluselises keskkonnas kõrge. PH 7 on neutraalne - see ei ole hape ega leeliseline.
Tervetel rakkudel on kergelt leeliseline sisekeskkond, mille pH on umbes 7,2. Vähirakud on leeliselisemad ja nende sisemine pH on kõrgem kui 7,2.
"Rekonstrueerides ja integreerides ensümaatilised pH-st sõltuvad aktiivsusprofiilid rakuspetsiifilistesse genoomimastaabilistesse metaboolsetesse mudelitesse," märgivad autorid, "töötame välja arvutusliku metoodika, mis uurib, kuidas rakusisese pH [...] abil on võimalik ainevahetust moduleerida."
Paljutõotavad tulemused
Arvutimudeli abil näitas meeskond, et kui selle sisemus jääb soodsasse leeliselise pH tsooni, on vähirakk võimeline paljunema. See seisund soodustab ka muid funktsioone, millele rakk toetub, näiteks "glükolüüs ja kohanemine hüpoksiaga".
Kuid madalam, happelisem pH vähirakus "keelab need kohandused ja kahjustab kasvajarakkude kasvu", märgivad autorid.
Meeskond kasutas seda mudelit ka metaboolsete sihtmärkide tuvastamiseks, mis näitasid "ennustatud võimendatud vähivastaseid toimeid", kui vähiraku sisekeskkond muutus happelisemaks.
Mõni sihtmärk on tõelisi rinnavähirakke kasutades tehtud katsetes juba lootustandvaid tulemusi andnud.
"Erinevatel pH-väärtustel paremini toimivate metaboolsete radade vahelise seose mõistmine võib anda meile ettekujutuse vähi poolt aluselisel pH-l ellujäämise mehhanismidest."
Miquel Duran-Frigola
