تجزیه جایگزین گلوکز و بقای سلول های سرطانی

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، یک آنزیم کلیدی در متابولیسم قند به راحتی و به طور مؤثر در اثر استرس اکسیداتیو غیرفعال می شود. دانشمندان مرکز تحقیقات سرطان آلمان اکنون نشان داده اند که با این اکسیداسیون، سلول ها به یک مسیر تجزیه قند جایگزین می روند و بنابراین می توانند از استرس اکسیداتیو فرار کنند. سلول های سرطانی به ویژه از این مکانیسم سود می برند، که می تواند از آسیب های ناشی از درمان نیز محافظت کنند.

یکی از آنزیم های مرکزی در تجزیه قند، GAPDH (گلیسرآلدئید-3-فسفات دهیدروژناز)، یک ویژگی خاص دارد، به طور غیرعادی سریع و کارآمد توسط پراکسید هیدروژن (H2O2) اکسید می شود و در این فرآیند غیرفعال می شود. این باعث می شود که تجزیه گلوکز تامین کننده انرژی در سلول ها متوقف شود. در سلول های مخمر، قبلاً نشان داده شده است که غیرفعال سازی اکسیداتیو GAPDH تجزیه قند را به مسیر متابولیکی دیگری هدایت می کند که مخمرها می توانند استرس اکسیداتیو را بهتر تحمل کنند. اکنون بررسی می شود که آیا این موضوع در مورد سلول های پستانداران نیز صدق می کند؟ تیم تحقیقاتی با بررسی های ژنتیکی نشان داد که اکسیداسیون GAPDH همچنین به سلول های پستانداران اجازه می دهد تا از تجزیه قند تأمین کننده انرژی به مسیر به اصطلاح پنتوز فسفات تغییر کنند. این مسیر متابولیک انرژی را در سلول تولید نمی کند، اما مولکول کاهنده NADPH را فراهم می کند که می تواند برای خنثی کردن اکسیدان های مضر مورد استفاده قرار گیرد.

سلول های تومور به طور خاص در بسیاری از مراحل رشد خود در معرض افزایش استرس اکسیداتیو قرار دارند. سلول های سرطانی جهش یافته GAPDH که به موش ها پیوند داده شده اند به طور قابل توجهی کندتر از سلول های سرطانی با GAPDH طبیعی رشد کرده و به تومور تبدیل می شوند. سلول های سرطانی جهش یافته استرس اکسیداتیو را افزایش دادند و بیشتر مردند. این در واقع به دلیل ناتوانی آنها در فعال کردن مسیر پنتوز فسفات بود، همانطور که با اندازه گیری متابولیت ها در تومور نشان داده شد. همانطور که انتظار می رفت، وقتی تیم موش های حامل تومور را با شیمی درمانی و رادیوتراپی، که استرس اکسیداتیو در سلول های تومور را افزایش می دهد، درمان کردند، یک اثر هم افزایی وجود داشت، به این معنی که این درمان تاثیر قابل توجهی بر سلول های سرطانی جهش یافته GAPDH داشت. استرس اکسیداتیو یکی از مهم ترین موانع تکثیر و گسترش سلول های تومور در بدن است. بنابراین سلول های سرطانی به ویژه به استراتژی های مقابله با این وضعیت وابسته هستند. یکی از این استراتژی ها ظاهراً اکسیداسیون GAPDH است که مسیر پنتوز فسفات را تقویت می کند و در نتیجه سلول ها را از آسیب اکسیداتیو با NADPH محافظت می کند. با این محافظت اکسیداتیو سریع، سلول های سرطانی ممکن است زمان ارزشمندی را برای خود بخرند تا زمانی که مکانیسم های سازگاری کندتر ایجاد شود.