Cancro / Oncologia

Cancro: utilizzo del metabolismo cellulare per combattere i tumori testardi

Secondo una nuova ricerca dell'Università di Cincinnati, nell'Ohio, una migliore comprensione del metabolismo nelle cellule tumorali che eludere i farmaci potrebbe migliorare i trattamenti contro il cancro.

Alcuni tumori sono difficili da trattare perché, mentre inizialmente rispondono ai farmaci antitumorali, alcune cellule sono in grado di sopravvivere e seminare nuovi tumori.

Le cellule sopravvissute fanno questo aumentando un processo di "auto-alimentazione" attraverso il quale eliminano gli sprechi, rimuovono componenti difettosi e patogeni e riciclano i blocchi molecolari essenziali.

Il processo, noto come autofagia, consegna i rifiuti ai compartimenti cellulari chiamati lisosomi. Questi contengono diversi tipi di enzimi per digerire e abbattere i vari materiali.

L'autofagia è anche un meccanismo di sopravvivenza che si attiva quando i nutrienti sono scarsi e si spegne di nuovo quando i nutrienti sono abbondanti.

"Abbiamo scoperto che il metabolismo cellulare influenza in modo significativo la capacità di iniziare l'autofagia", afferma l'investigatore capo Carol Mercer, professore associato presso la Divisione di Ematologia e Oncologia presso l'Università di Cincinnati, nell'Ohio.

Lei ei suoi colleghi riportano le loro scoperte – che rivelano "la regolazione dinamica e metabolica dell'autofagia" – in un articolo che è ora pubblicato sulla rivista Cell Reports.

Controllo dell'autofagia

Due tipi di autofagia per il controllo degli enzimi nelle cellule: uno è la proteina chinasi attivata da AMP (AMPK) e l'altro è il bersaglio dei mammiferi della rapamicina (mTOR).

I trattamenti per alcuni tipi di cancro già utilizzano farmaci che innescano l'AMPK o l'obiettivo mTOR, e sono anche stati studiati per l'uso in altri trattamenti contro il cancro.

Per queste ragioni, spiega Mercer, è "importante capire in che modo influenzano questo percorso di sopravvivenza delle cellule tumorali".

Ogni cellula contiene minuscole centrali elettriche chiamate mitocondri che producono energia per le cellule. La produzione di energia nei mitocondri si verifica in più fasi, ciascuna coinvolge un complesso proteico. Il primo stadio utilizza uno chiamato complesso mitocondriale I.

Le persone che sono carenti nel complesso posso sviluppare diversi problemi di salute, compresi alcuni che colpiscono il cuore, il fegato, il cervello e i nervi.

Mercer ei suoi colleghi hanno dimostrato che il complesso mitocondriale I svolge anche un ruolo chiave nell'innescare e aumentare l'autofagia e nel regolarne la durata.

Prevenire e promuovere l'autofagia

Gli scienziati hanno scoperto che i difetti genetici nel complesso mitocondriale I prevenivano l'autofagia innescata dagli inibitori di mTOR. Hanno anche mostrato come due farmaci antidiabetici – la fenformina e la metformina – hanno avuto lo stesso effetto.

Viceversa, è stato possibile aumentare l'autofagia usando metodi "che aumentavano il metabolismo mitocondriale", osservano gli autori.

Nel complesso, lo studio rivela nuove conoscenze sul ruolo dinamico del metabolismo cellulare nell'autofagia e suggerisce, secondo Mercer, "nuove strategie terapeutiche per il cancro, le malattie neurodegenerative e mitocondriali".

La maggior parte del lavoro per scoprire come il metabolismo influisce sull'autofagia e su come usarlo per aumentare o diminuire il processo è stato fatto usando cellule coltivate.

Si basa su un lavoro precedente di un membro del team, che aveva scoperto che mentre inibiva mTOR poteva curare il cancro del fegato, aumentava anche l'autofagia.

"I nostri dati dimostrano l'importanza del metabolismo nella regolazione dell'autofagia, aumentano la nostra comprensione di farmaci clinicamente rilevanti che sono importanti per il cancro e suggeriscono nuove strategie per aumentare o inibire l'autofagia".

Carol Mercer

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