Language
Country/Area
No result found
Загадка Отто Варбурга: почему его работа до сих пор влияет на исследования рака
Отто Генрих Варбург, ученый, получивший Нобелевскую премию по физиологии в 1931 году, был пионером концепции «эффекта Варбурга» — явления, наблюдаемого в большинстве раковых клеток, и фундаментальных различий в выработке энергии среди нормальных клеток. На протяжении почти ста лет исследования Варбурга продолжают оказывать глубокое влияние на развитие биологии рака и вдохновлять научное сообщество на понимание рака и обсуждение стратегий лечения.
Раковые клетки в основном вырабатывают энергию посредством аэробного гликолиза и ферментации молочной кислоты, что сильно отличается от метода выработки энергии нормальными клетками.
При нормальном клеточном метаболизме энергия высвобождается в основном посредством гликолиза, за которым следует митохондриальный цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование. Однако в большинстве раковых клеток даже в присутствии большого количества кислорода скорость гликолиза остается высокой с сопутствующим образованием лактата. Это преимущество эффективного гидрогенолиза лежит в основе эффекта Варбурга, который позволяет раковым клеткам быстрее размножаться во враждебной микросреде. Изучая закономерности метаболизма дрожжей, Варбург отметил, что даже в среде, богатой кислородом, раковые клетки по-прежнему предпочитают получать энергию путем ферментации, что тесно связано с исследованиями современной биологии рака.
Многие данные указывают на то, что высокая скорость гликолиза раковых клеток тесно связана с дисфункцией митохондрий.
Корни Варбурга
В 1920-х годах Варбург и его команда обнаружили, что глюкозное и кислородное голодание в опухолевых клетках приводит к дефициту энергии, что в конечном итоге может привести к гибели клетки. Биохимик Герберт Крабтьер расширил исследования Варбурга и обнаружил, что экологические и генетические факторы могут изменять метаболический выбор клеток, что также позволило по-новому взглянуть на эффект Варбурга. Варбург выдвинул гипотезу, что дисфункция митохондрий может быть одной из причин высоких показателей гликолиза в опухолевых клетках, подчеркнув важность метаболических путей в развитии рака.
Метаболическая движущая сила
По мере углубления исследований метаболизма раковых клеток появляется все больше данных, указывающих на то, что определенные генетические варианты, такие как мутации в генах-супрессорах опухолей, могут заставить раковые клетки переключиться на эффективный процесс гликолиза. Это было особенно очевидно в исследованиях рака почек и молочной железы, где эти мутации позволили удовлетворить энергетические потребности раковых клеток.
Изначально считалось, что эффект Варбурга является основной причиной рака, но теперь его рассматривают как следствие этих мутационных продуктов.
Исследование терапии
С 2013 года ученые изучают терапевтический потенциал эффекта Варбурга. Поскольку раковые клетки обладают значительно улучшенной способностью усваивать питательные вещества, эта особенность стала потенциальной мишенью для лечения рака. Разработано много веществ, которые ингибируют гликолиз, хотя конкретные эффекты этих методов лечения пока неясны. К таким препаратам относятся тиофен, диоксан и т. д. Продолжаются новые исследования и клинические испытания для поиска эффективных методов лечения.
Социальное и культурное воздействие
Эффект Варбурга часто ошибочно воспринимается как лекарство от рака, что заставляет многих верить, что опухоли можно «заморить голодом», сократив потребление сахара и углеводов. Однако необходимо еще раз подчеркнуть, что поддержание здорового питания имеет еще большее значение для здоровья онкологических больных. Более глубокое понимание метаболизма раковых клеток может открыть в будущем больше возможностей для разработки новых методов лечения.
Результаты исследований Варбурга не только пролили свет на биологию рака, но и помогли нам понять уникальный метаболизм опухолевых клеток. Эти исследования подняли важные вопросы: можем ли мы использовать метаболические характеристики раковых клеток в лечении рака? Чтобы изменить стратегию лечения и тем самым улучшить эффект лечения?
