Исследование показывает, что при глиобластоме (GBM) незаменимые аминокислоты метионин и триптофан метаболизируются ненормально из-за потери ключевых ферментов в клетках GBM.Измененный метаболизм метионина приводит к активации онкогенов, в то время как изменения в метаболизме триптофана защищают клетки GBM от обнаружения иммунными клетками. Вместе эти изменения способствуют прогрессированию опухоли и выживанию раковых клеток.«Наши результаты показывают, что ограничение потребления метионина и триптофана с пищей может помочь замедлить прогрессирование опухоли и улучшить результаты лечения», — говорит первый автор и исследователь OSUCCC — Джеймс Камалаканнан Паланиками, доктор философии, доцент кафедры радиационной онкологии.
Исследование опубликовано в журнале Clinical Cancer Research.«Хотя нам нужно лучше понять, как эти ненормально регулируемые метаболиты активируют онкогенные белки, наше интригующее открытие предлагает новые терапевтические цели для этого заболевания», — говорит главный исследователь и руководитель исследования Арнаб Чакраварти, доктор медицины, председатель и профессор радиационной онкологии и содиректор Программа по опухолям головного мозга в OSUCCC — Джеймс.«Например, восстановление потерянных ферментов в двух метаболических путях может замедлить прогрессирование опухоли и снизить агрессивность за счет инактивации онкогенных киназ и активации иммунных ответов», — говорит Чакраварти, заведующий кафедрой Макса Морхауса в отделе исследований рака.
Чакраварти также отмечает, что, поскольку клетки GBM поглощают метионин намного быстрее, чем нормальные клетки глиомы, позитронно-эмиссионная томография, в которой метионин используется в качестве индикатора (MET-PET), может помочь более точно картировать опухоли GBM, позволяя более точно хирургическое удаление и планирование лучевой терапии. (MET-PET в настоящее время является экспериментальным методом визуализации.)По оценкам, в 2015 году произошло более 11 880 новых случаев ГБМ, а общая выживаемость составила в среднем от 12 до 15 месяцев, поэтому существует острая необходимость в более эффективных методах лечения.
Аминокислоты — это строительные блоки белков. Триптофан и метионин — незаменимые аминокислоты — они должны быть в рационе, потому что клетки не могут их вырабатывать. Обычно недостаток незаменимых аминокислот в рационе может привести к серьезным заболеваниям и даже смерти. Продукты, богатые триптофаном и метионином, включают сыр, баранину, говядину, свинину, курицу, индейку, рыбу, яйца, орехи и сою.
Palanichamy, Chakravarti и их коллеги провели это исследование с использованием 13 первичных клеточных линий GBM, полученных из опухолей пациентов, четырех коммерчески доступных клеточных линий GBM и нормальных клеток астроцитов человека. Анализы метаболитов проводили с использованием жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией.Основные технические результаты включают:
Клетки GBM концентрируют метионин в 5-100 раз больше, чем нормальные астроциты человека;Выращивание клеток GBM без метионина замедляло их пролиферацию на 40-60 процентов;Аномальный метаболизм метионина приводит к аберрантному метилированию и молчанию генов;
Усиление катаболических ферментов кинуренина в пути триптофана может позволить иммунным клеткам распознавать и разрушать клетки GBM.