A daganatos sejtek és bizonyos enzimhiányos állapotok túlélése mögött egy eddig ismeretlen, alternatív biokémiai menekülőút áll – derül ki a Nature Chemical Biology folyóiratban megjelent friss tanulmányból. Az Állatorvostudományi Egyetem Redoxbiológiai Kutatócsoportja és az Országos Onkológiai Intézet más nemzetközi partnerintézményekkel együttműködve feltárta, hogy a sejtek képesek megkerülni a hagyományos redukciós folyamatokat, ha létfontosságú aminosavak előállításáról van szó.
A sejtek életképességéhez és a daganatok növekedéséhez elengedhetetlen a cisztein nevű, kéntartalmú aminosav. Ez a molekula szabályozza a legfontosabb sejten belüli folyamatokat, hiánya pedig elkerülhetetlenül sejthalálhoz vezet. A tudomány eddigi álláspontja szerint a sejtek a ciszteint egy kén-kén (S–S) kötés lebontásával, úgynevezett diszulfid-redukcióval nyerik ki a környezetükből. A friss kutatás viszont rávilágított, hogy a sejtek egy sokkal robusztusabb, alternatív mechanizmust is képesek aktiválni, ha a hagyományos enzimrendszerük megsérül vagy hiányzik.
A molekuláris menekülőút
A kutatók a vizsgálatok során olyan sejtvonalakat modelleztek, amelyekből hiányoztak a diszulfid-reduktáz enzimek, vagyis elméletileg képtelenek lettek volna a létfontosságú aminosav előállítására. A kísérletek során azonban a sejtek a várakozások ellenére mégis túléltek.
Hogy megértsék a jelenség hátterét, a kutatócsoport közelebbről is megvizsgálta a sejten belüli kémiai folyamatokat. A folyamat pontos igazolásához a kutatók speciális, izotóppal megjelölt kénatomok útját követték nyomon a sejteken belül. A meglepő eredmények azt mutatták, hogy a sejtek a klasszikus kén-kén kötés helyett a cisztin szén-kén (C–S) kötését hasítják fel. Ez a folyamat egy kezdeti enzimatikus hasításból, majd az azt követő spontán, nem enzimatikus reakciók láncolatából áll, ami végül így is biztosítja a sejt számára a szükséges cisztein-utánpótlást.
A felfedezés rávilágít arra, hogy a sejtek anyagcseréje sokkal rugalmasabb és találékonyabb, mint azt korábban gondoltuk: ha a biokémiai főútvonal lezárul, képesek egy kémiailag teljesen eltérő „mellékutat” nyitni az életben maradás érdekében.
Miért fontos ez?
Az alternatív útvonal feltérképezése azért bír kulcsfontosságú jelentőséggel a rákkutatásban, mert a daganatos sejtek hajlamosak pont ezeket az anyagcsere-módosításokat kihasználni a saját növekedésükhöz és a terápiákkal szembeni ellenálláshoz. A rákos daganatok környezetében gyakran korlátozott a tápanyagok elérhetősége, az aminosavak alternatív előállítása pedig segíti a daganatot a stresszes környezet túlélésében. Ezen új útvonal célzott blokkolásával a jövőben olyan hatékony terápiás eljárásokat lehet kifejleszteni, amelyek képesek „kiéheztetni” a daganatos sejteket.
A publikáció az egyik legmagasabb presztízsű nemzetközi szaklapban, a Nature Chemical Biology-ban jelent meg, a szerzők között az Állatorvostudományi Egyetem Redoxbiológiai Kutatócsoportjának munkatársaival.
