دانشمندان آنزیمی کشف کردند که از رشد تومور مغزی پشتیبانی می‌کند

محققان دانشگاه تگزاس دریافتند که آنزیمی به رشد تومور‌های مغزی کمک می‌کند. این یافته‌ها پتانسیلی برای نزدیک شدن به درمان جدید تومور، عرضه می‌کنند.

همه تومور‌های سرطانی برای رشد و گسترش به تغذیه نیاز دارند. همانند سلول‌های سالم، سلول‌های سرطانی بدون وجود اکسیژن و موادغذایی، قادر به زنده ماندن نیستند ولی تومور‌ها معمولا در مناطق فاقد مواد غذایی جمع می‌شوند. یافته‌های جدید منتشر شده در Molecular Cell، شرح دادند که چگونه تومور‌ها باوجود حضور در محیطی کم غذا، تغذیه و رشد می‌کنند. آنزیمی بنام acetyl-CoA synthetase 2 (ACSS2) در مرکز تهیه مسیر برای زنده ماندن تومور‌ها است. ACSS2 توانایی تومور را برای استفاده از استات، نمک سلولی، به عنوان منبع غذایی کربنی، به جای گلوکز بالا می‌برد. درحالی که گلوکز به رشد تومور کمک می‌کند، منبع آن در سلول‌های سرطانی غالبا محدود است. استات، سلول‌های سرطانی با مسیر نه تنها زنده ماندن و جنگیدن با کمبود مواد غذایی، بلکه به عنوان روشی برای رشد را که در مرکز تومور حضور دارند، تامین می‌کند. قطع کردن این مسیر غذایی مهم در سلول‌های سرطانی برای جلوگیری از رشد تومور و بالا بردن احتمال مرگ سلول سرطانی، ضروری است. به هر حال، سیستم ایمنی قادر به قطع مسیر غذایی در سلول‌های سرطانی نیست، و درمان‌های موجود بی تاثیر هستند. به علاوه، روشن نیست که چگونه ACSS2 از طریق جابجایی هسته‌ ای از قسمت مایع سلول بنام سیتوسل به هسته مهاجرت می‌کند. اگر جابجایی هسته ای ACSS2 می‌توانست متوقف شود، آنگاه توانایی سلول‌ سرطانی برای حفظ خودش نیز می‌توانست متوقف شود.

دکتر ژیمین لو، پروفسور نوروانکولوژی و محقق ارشد این مطالعه می‌گوید:

غلبه بر استرس متابولیک یک قدم مهم و اساسی در رشد تومور است. استیل کوآنزیم A که از گلوکز و افزایش استات حاصل می‌شود، یک منبع اصلی کربن برای فرآیند‌های مهم سلولی از جمله استیل شدن هیستون و بیان ژن، است. به هر حال، چگونگی تولید استیل کوآنزیم در شرایط کمبود غذایی نامشخص است. مطالعه ما با کمک ACSS2 و روش‌های مهم برای بیان ژن، مکانیک‌های اساسی و اصلی این اتفاق را توضیح می‌دهد.

ACSS2 به محصول ساختار‌های سلولی اجازه می‌دهد تا به پیشرفت تومور کمک کند.

لو و همکارانش از یک ابزار ویرایش کننده ژن بنام CRISPR برای پی بردن به نقش ACSS2 در استیل شدن هیستون توسط تولید استیل کوآنزیم A از استات داخل هسته سلول، استفاده کردند.

هیستون‌ها برای تنظیم ژن واجب هستند. هیستون‌ها پروتئین‌هایی هستند که به عنوان قرقره برای DNA عمل می‌کنند. استیل شدن هیستون یک فرآیند اصلاحی است که بخش مهمی برای بیان ژن محسوب می‌شود. اصلاح هیستونی با استفاده از یک آنزیم متابولیکی، پیدا شده تا برای سلول‌ها ثابت ماندن مهم شود. آنزیم ACSS2 به لیزوزوم‌هایی که ساختار‌های سلولی بودند و به پیشرفت تومور کمک می‌کردند، اجازه تولید شدن می‌دهد. به علاوه، ACSS2، اتوفاژی (مکانیسم ذره خواری سلول) را بالا می‌برد که این موضوع لیزوزم‌ها را قادر می‌سازد که فراهم آورند، هضم کنند و مواد غذایی مهم و اساسی را بازیافت کنند. اگر مواد مغذی خارج سلول منابع کوچکی باشند، ACSS2 متابولیسم سلول‌های سرطانی برای زنده ماندن و رشد را به دو طریق دوباره برنامه ریزی می‌کند: با افزایش اتوفاژی، و استفاده مجدد از مواد هضم شده توسط لیزوزم‌ها.

دکتر ژیمین لو می‌گوید:

این یافته‌ها اثر متقابل برنامه ریزی مجدد متابولیسم و بیان ژن در سلول‌های سرطانی را توضیح می‌دهند. جلوگیری از عملکرد هسته‌ای ACSS2 و مسیر متابولیسمی گلیکولیز که گلوکز را به انرژی قابل مصرف برای تومور تبدیل می‌کند، به عنوان یک راهکار مناسب برای نزدیک شدن به درمان سرطان است.

این تحقیق اطلاعات جدیدی درباره جابجایی هسته‌ای و چگونگی عملکرد ACSS2 در درمان سرطان، فراهم آورد.