Медь играет ключевую роль в росте клеток. Для размножения клеткам требуется энергия, которую они производят и хранят в форме молекулы, называемой АТФ.
Как и все клетки, опухолевые клетки производят энергию двумя разными способами: при дыхании, для которого требуется кислород, и при гликолизе, при котором этого не происходит. Из двух, дыхание — более эффективный способ производства АТФ. Однако он включает в себя ряд ферментов, и один из наиболее важных из них требует для своей активности меди.
В исследовании, проведенном Дугласом Ханаханом, исследователем из EPFL и заведующим кафедрой онкологии Merck Serono, ученые стремились изучить роль меди в развитии рака. Для этого они использовали генно-инженерных мышей с нейроэндокринными опухолями поджелудочной железы. «Это исследование было мотивировано нашим предыдущим загадочным наблюдением, а именно тем, что рак, в отличие от здоровых тканей, особенно чувствителен к изменениям системного уровня меди», — сказал Сейко Исида, ведущий автор статьи.Их исследования предоставляют прямые доказательства того, что медь может усиливать распространение раковых клеток. «Самым большим сюрпризом было то, что небольшое количество меди, добавленное в питьевую воду, ускорило рост опухолей, что указывает на то, что медь является для них важным питательным веществом, — сказал Исида.
Объединившись с Йоханом Ауверксом из EPFL, исследователи обнаружили, что недостаточность меди приводит к снижению активности фермента дыхания в опухолях. Сканирование с помощью ПЭТ также показало, что опухоли с дефицитом меди потребляли более высокие уровни глюкозы, что свидетельствует о том, что их клетки все больше и больше компенсируют это за счет гликолиза, а не дыхания для получения энергии.
Но, несмотря на это, уровень АТФ полностью не восстановился, и опухоли больше не росли.Важно отметить, что исследователи не считают, что медь вызывает рак. Воздействие того же количества меди на здоровых мышей с питьевой водой в течение до двух лет не привело к увеличению заболеваемости раком. Авторы предполагают, что уровень меди можно контролировать у онкологических больных.
Они предполагают, что сведение к минимуму содержания меди в организме пациента может быть полезным при лечении рака, особенно в сочетании с лекарствами, блокирующими гликолиз. Эта двухэтапная стратегия заставит раковые клетки голодать, которые, как правило, требуют гораздо большего количества энергии, чем нормальные клетки, ограничивая их два основных пути производства АТФ.