Злокачественная опухоль испытывает потребность в источнике энергии для активного роста. Таким источником энергии является глюкоза, которая потребляется в таких больших количествах, что был даже придуман метод визуализации рака на основе определения участков, где происходит самое быстрое потребление глюкозы.
Но как опухоли удается получать эту глюкозу? Сотрудники онкологического центра Колорадского университета выяснили, что в случае с лейкемией у нормальных клеток нарушается способность потреблять глюкозу, в результате чего опухолевым клеткам достается больше этого в вещества.
«Лейкозные клетки вызывают состояние, близкое к диабету, лишая глюкозы нормальные клетки, вследствие чего больше глюкозы остается клеткам опухоли. Они в буквальном смысле крадут глюкозу у нормальных клеток, чтобы обеспечить себя энергией для роста», – говорит научный сотрудник онкологического центра Университета Колорадо Крейг Джордан.
Как и в случае с диабетом, развитие рака связано с инсулином. Как показало исследование, при лейкемии возникает схожее с диабетом состояние, когда в организме накапливается глюкоза.
Происходит это двумя путями. Во-первых, опухолевые клетки обманывают жировые клетки, заставляя их производить в избыточном количестве белок IGFBP1. Этот белок делает здоровые клетки менее чувствительными к инсулину. Это значит, что когда уровень IGFBP1 повышается, требуется больше инсулина для использования глюкозы, чем в случае, когда уровень IGFBP1 низкий. Пока выработка инсулина не будет увеличена, при сохранении высокого уровня белка IGFBP1 потребление глюкозы здоровыми клетками будет оставаться на низком уровне.
Но рак может задействовать для своего выживания и вторую стратегию, которая заключается в подавлении выработки инсулина для удовлетворения потребностей, вызванных повышенным уровнем IGFBP1.
«Когда мы ввели препараты, которые перенастраивали систему выработки и потребления глюкозы, мы обнаружили, что регуляция глюкозы восстановилась, и рост лейкозных клеток замедлился», – говорит один из авторов исследования Хаобин Йе. Для этого были использованы серотонин и трибутирин – жирная кислота, которая содержится в сливочном масле и других продуктах.
Опыты на мышах показали, что комбинированная терапия с использованием серотонина и трибутирина привела к восстановлению уровня инсулина и снижению IGFPB1. А мыши, больные лейкозом, получавшие такую терапию, жили дольше, чем те животные, которые не получали такого лечения.
Haobin Ye, Biniam Adane, Nabilah Khan, Erica Alexeev, Nichole Nusbacher, Mohammad Minhajuddin, Brett M. Stevens, Amanda C. Winters, Xi Lin, John M. Ashton, Enkhtsetseg Purev, Lianping Xing, Daniel A. Pollyea, Catherine A. Lozupone, Natalie J. Serkova, Sean P. Colgan, Craig T. Jordan. Subversion of Systemic Glucose Metabolism as a Mechanism to Support the Growth of Leukemia Cells. Cancer Cell, 2018; DOI: 10.1016/j.ccell.2018.08.016
