سلول سرطانی برای تهاجم به سایر بافت‌ها نیازمند پیروات است

اکثر بیماران مبتلا به سرطان سینه که فوت شده‌اند به دلیل تهاجم سلول‌های سرطانی به سایر ارگان‌ها است، فوت کرده‌اند. سلول‌های سرطانی متابولیسم خود را صرف رشد و گسترش در دیگر اندام‌ها می‌کنند. طبق مطالعه‌ی جدید توسط پروفسور Sarah-Maria Fendt  از مرکز زیست‌شناسی سرطان VIB-KU Leuven و شاگردش Ilaria Elia has  دانشجوی دکترا، سلول‌های سرطانی پستان برای گسترش نیاز به ماده‌ی مغذی پیروات دارند.

زمانی که سلول‌های سرطانی در دیگر اندام‌ها به خصوص ریه‌ها گسترش می‌یابند،  آن‌ها در ابتدا نیاز به تغییر شکل سلول‌های سالم ریه به سلول‌های متاستاتیک برای حمایت از رشد سلول‌های سرطانی دارند. آنزیمی که سلول‌های سرطانی برای فعال کردن این محیط نیاز دارند به‌نام کلاژن پرولیل ۴ هیدروکسیلاز ( collagen prolyl 4 hydroxylase ) است. تاکنون اعتقاد بر این بود که فعالیت این آنزیم در هر دو سلول سرطانی و سالم با مقدار آنزیم‌های موجود تنظیم می‌شود. به عبارت دیگر معتقد بودند که هرچقدر مقدار این آنزیم بیشتر باشد مقدار فعالیت سلول بیشتر است و برعکس. کلاژن پرولیل ۴ هیدروکسیلاز در سلول‌های سالم نقش مهمی دارد و همچنین انتخاب کردن آن به عنوان هدف دارویی در سرطان سخت است چرا که همانطور که می تواند سلول‌های سرطانی را درگیر کند به همان اندازه  نیز می‌تواند سلول‌های سالم را نیز درگیر بکند.

پروفسور Sarah-Maria Fendt  از مرکز زیست‌شناسی سرطان VIB-KU Leuven  و شاگردش Ilaria Elia has  دانشجوی دکترا، کشف کردند که سلول‌های سرطانی پستان که به ریه گسترش یافته‌اند به ماده‌ی مغذی پیروات برای تغییر ساختار سلول‌های سالم ریه نیاز دارند تا سلول های سرطانی بتوانند در ریه گسترش یابند. مخصوصا پیروات تولید مولکول‌های کوچک به نام  α-کتوگلوترات را تحریک می‌کند. این مولکول‌ها فعالیت آنزیم کلاژن پرولیل ۴ هیدروکسیلاز را مستقل از مقدار آنزیم موجود، تنظیم می‌کنند. مهمتر از همه، به نظر می‌رسد تنها سلول‌های سطانی یا سلول‌هایی که از گسترش سلول‌های سرطانی به اندام‌های دورتر حمایت می‌کنند، بر این مکانیسم وابسته به پیرووات متکی هستند تا محیطی از طرف تومور در ریه ایجاد کنند. این به این معنا است که مهار مصرف پیرووات توسط سلول‌های سرطانی سینه به اندازه‌ی کافی برای تشکیل متاستاز در مدل‌های مختلف سرطان سینه در موش‌ها تاثیر می‌گذارد.

جالب توجه است در یک مطالعه‌ی مستقل که توسط پروفسور Geert Carmeliet و دکتر Steve Stegen (آزمایشگاه بالینی و تجربی غدد و متابولیسم KU Leuven) انجام شد، این موضوع را بررسی کردند که چگونه سلول‌های نرمال استخوان برای ایجاد محیط سالم از کلاژن پرولیل ۴ هیدروکسیلاز استفاده می‌کنند. آنها کشف کردند که سلول‌های استخوان همچنین به α-کتوگلوترات برای تنظیم فعالیت کلاژن پرولیل ۴ هیدروکسیلاز که منجربه توسعه و بازسازی طبیعی استخوان می‌شود. اما سلول‌های سالم برخلاف سلول‌های سرطانی از پیروات استفاده نمی‌کنند اما ماده‌ی مغذی گلوتامین برای این کار مهم است. در حال حاضر مدل‌های موش موجود سلول‌های سرطانی را بدون آسیب رساندن به سلول‌های سالم و بالعکس با تغییر انتخابی جذب پیروات و گلوتامین مورد هدف قرار داده‌است.

این بینش جدید را می‎‌توان برای توسعه درمان‌های جدید که به طور خاص سلول‌های سرطان سینه را که به ریه تهاجم پیدا کرده‌اند در حالیکه سلول‌های سالم کمتر آسیب را ببینند را مورد هدف قرار داد.