Η έρευνα, με επικεφαλής τον Dennis Vitkup, Ph.D., αναπληρωτή καθηγητή βιολογίας συστημάτων στο Πανεπιστήμιο Columbia Vagelos College of Physicians, και τον Matthew G. Vander Heiden, MD, Ph.D., διευθυντή του Κέντρου Koch στο MIT, δημοσιεύτηκε 23 Ιουνίου στο Nature Metabolism. Τα κοινά θρεπτικά συστατικά που τρώμε, όπως το λίπος, και το οξυγόνο που αναπνέουμε, είναι πιθανό να διαδραματίσουν ουσιαστικό ρόλο στην ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. Το οξυγόνο είναι περισσότερο γνωστό για το ρόλο του στην παραγωγή ενέργειας στο σώμα. γι’ αυτό όταν ασκούμαστε, αρχίζουμε να αναπνέουμε πιο δύσκολα. Επειδή πολλά καρκινικά κύτταρα ζουν σε περιβάλλοντα με έλλειψη οξυγόνου, συχνά θεωρείται ότι η ανάπτυξή τους περιορίζεται από την ενέργεια. Αλλά το οξυγόνο έχει επίσης έναν λιγότερο γνωστό ρόλο, και αυτός είναι να παρέχει οξειδωτική ισχύ για τις χημικές αντιδράσεις που οδηγούν στη σύνθεση των βιομορίων που είναι απαραίτητα για την κατασκευή νέων κυττάρων. Πολλές βιοσυνθετικές αντιδράσεις απαιτούν έναν συμπαράγοντα που ονομάζεται NAD+ και όταν λείπει το οξυγόνο, τα κύτταρα δεν μπορούν να αναγεννήσουν το NAD+ που προάγει την κυτταρική ανάπτυξη. Και οι βασικές συνθετικές τους αντιδράσεις σταματούν.
Η νέα μελέτη διαπίστωσε, παραδόξως, ότι τα υποξικά καρκινικά κύτταρα έχουν συνήθως περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζονται για την ανάπτυξη. Όταν οι ερευνητές παρείχαν στα καρκινικά κύτταρα επιπλέον θρεπτικά συστατικά για την παραγωγή ενέργειας, τα κύτταρα δεν ανταποκρίθηκαν. Αντίθετα, όταν οι ερευνητές χρησιμοποίησαν διάφορες μεθόδους για να αποφράξουν τα βιοσυνθετικά μονοπάτια που αναστέλλονται από την έλλειψη οξυγόνου, τα καρκινικά κύτταρα αύξησαν έντονα τον πολλαπλασιασμό τους. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ενώ διάφορες βιοσυνθετικές οδοί είναι ευαίσθητες στη διαθεσιμότητα οξυγόνου, η σύνθεση λίπους επηρεάστηκε περισσότερο. Τα μόρια λίπους χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μεμβρανών νέων κυττάρων και η σύνθεση λίπους είναι ιδιαίτερα δύσκολη για τα καρκινικά κύτταρα που πρέπει να συνθέσουν νέες μεμβράνες για την ανάπτυξή τους. Χωρίς πρόσβαση στο οξυγόνο, τα κύτταρα δεν μπορούν να παρέχουν επαρκώς τις οδούς σύνθεσης λίπους. “Αυτό που κάνει το αποτέλεσμά μας πολύ αντιπαθητικό”, λέει ο Δρ. Vitkup, “είναι ότι η σύνθεση λίπους δεν θεωρείται μια διαδικασία που απαιτεί πολύ οξυγόνο. Όμως τα πειράματά μας έδειξαν ότι έως και το 30% του οξυγόνου που χρησιμοποιείται από τα καρκινικά κύτταρα δεν είναι για παραγωγή ενέργειας αλλά για τη σύνθεση λίπους».
Ως αποτέλεσμα της επίδρασης του οξυγόνου στη βιοσύνθεση, τα καρκινικά κύτταρα που αναπτύσσονται σε περιβάλλοντα με περιορισμένο οξυγόνο εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την εισαγωγή λιπών από το περιβάλλον. Αυτό δημιουργεί μια κρίσιμη ευπάθεια για τα καρκινικά κύτταρα, έτσι ώστε η μείωση της προσφοράς τους σε εισαγόμενα λίπη μπορεί να επιβραδύνει ή να σταματήσει την ανάπτυξη του καρκίνου. Η ομάδα του Vitkup προσπαθεί τώρα να εντοπίσει τους υποδοχείς που χρησιμοποιούν τα καρκινικά κύτταρα για την εισαγωγή λιπών σε διαφορετικούς όγκους και ποιους υποδοχείς θα μπορούσαν να στοχοποιήσουν με φάρμακα. Η μελέτη προτείνει επίσης ότι η αλλαγή της σύνθεσης των λιπών στη διατροφή μπορεί να διαδραματίσει ζωτικό ρόλο στην εξέλιξη του καρκίνου.
