Capire Energetica cancro: i ricercatori a risolvere il mistero di effetto Warburg

Aprile 28, 2016 Admin Salute 0 2
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E 'da tempo noto che le cellule tumorali mangiano un sacco di zucchero per rimanere in vita. Infatti, se normale, le cellule non tumorali generano energia da utilizzando alcuni zucchero e un sacco di ossigeno, cellule cancerose utilizzano praticamente senza ossigeno e un sacco di zucchero. Molti geni sono stati implicati in questo processo, e ora, riportando al 27 maggio questione di Cell, i ricercatori della Johns Hopkins University School of Medicine hanno scoperto che questo cosiddetto effetto Warburg è controllato.

"Si scopre essere un meccanismo di feed-forward, in cui la proteina A si accende B, che a sua volta va avanti e aiuta A fare di più", dice Gregg Semenza, MD, Ph.D., il C. Michael Armstrong Professore di Medicina , direttore del programma vascolare all'Istituto Johns Hopkins 'per Cell Ingegneria e membro dell'Istituto McKusick-Nathans di Medicina Genetica. "PKM2 normalmente funziona come un enzima coinvolto nel metabolismo del glucosio, ma in questo caso abbiamo dimostrato un nuovo ruolo nel controllo della espressione genica nelle cellule tumorali."

Quasi 20 anni fa, il team di ricerca ha scoperto che Semenza HIF-1 può accendere una serie di geni che che le cellule sopravvivono aiuto quando i livelli di ossigeno cadono troppo basso. Oltre ai geni che contribuiscono alla costruzione di nuovi vasi sanguigni, HIF-1 si accende anche geni coinvolti nel processo metabolico che trasforma il glucosio in energia. Uno di questi geni, piruvato chinasi M2 o PKM2, catalizza la prima fase di questo processo metabolico ed è presente solo nelle cellule tumorali.




Per capire se e se HIF-1 e PKM2 interagiscono, la squadra prima progettato cellule di avere o mancanza HIF-1. Li tenuti in ossigeno ad alta o bassa per 24 ore e ha scoperto che le cellule affamate di ossigeno, ma contenenti HIF-1, ha avuto più PKM2 di cellule senza HIF-1, suggerendo che HIF-1 controlla la produzione di PKM2.

La squadra poi chiesto se HIF-1 e PKM2 interagiscono fisicamente tra loro isolando una delle due proteine ​​da cellule; hanno trovato che tirando uno su altro, l'altro provenienti lungo per la corsa, mostrando che le due proteine ​​in effetti si legano l'uno all'altro.

Sapendo che la funzione primaria di HIF-1 è quello di legare il DNA e accendere specifici geni, la squadra di Semenza prossima chiesto se in qualche modo aiutato PKM2 HIF-1 farlo. Hanno esaminato i geni noti per essere attivato da HIF-1 in ossigeno basso dopo la rimozione di PKM2 e ha scoperto che, senza PKM2, meno HIF-1 è stato legato al DNA.

Ora armati di prove che PKM2 aiuta HIF-1 giro sui geni, il team ha esaminato l'attività dei geni direttamente coinvolti nella via metabolica che brucia così tanto zucchero nelle cellule tumorali e geni rispetto noti per essere attivato da HIF-1 con quelli non colpiti da HIF-1. Rimozione PKM2 da cellule non ha avuto effetto sui geni non controllati da HIF-1, ma ridotta l'attività dei geni HIF-1-controllati.

"Questi risultati sono stati davvero sorprendenti", spiega Semenza. "Oltre a risolvere il mistero di lunga data dell'effetto Warburg, abbiamo anche scoperto che PKM2 può giocare un ruolo molto più ampio nella promozione progressione del cancro che è stato apprezzato prima." Questo studio è stato finanziato dal National Heart, Lung e Blood Institute.

Autori sulla carta sono Weibo Luo, Hongxia Hu, Ryan Chang, Jun Zhong, Matthew Knabel, Robert O'Meally, Robert Cole, Akhilesh Pandey e Gregg Semenza, tutto Johns Hopkins.

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