Исследователи из онкологического центра Марки при Университете Кентукки сделали прорывное открытие, которое решает загадку, давно забытую наукой, и определили потенциально новое направление в доклинических моделях для лечения немелкоклеточного рака легких.
Опубликовано в Cell Metabolism, исследования сосредоточены на функции накопления гликогена в ядре клетки. Гликоген известен как углеводная молекула для хранения энергии в клетках. Его присутствие было впервые описано в ядре в 1890-х годах, но функциональная роль ядерного гликогена не была описана – в отличие от гликогена, хранящегося в печени или мышечной ткани, который используется в качестве формы энергии в различных частях тела.
Ученые из Департамента молекулярной и клеточной биохимии Великобритании под руководством Рамона Сан, доктора философии.D., и Мэтью С. Джентри, Ph.D., обнаружили, что немелкоклеточный рак легких человека накапливает ядерный гликоген во время образования опухолей, что дает возможность окончательно раскрыть биологическую роль ядерного гликогена.
"Ядерный гликоген был впервые обнаружен в 1890-х годах, и его роль в клеточном метаболизме и влиянии на болезнь была неуловимой," Солнце сказал. "Гликоген является запасной молекулой для топливного резерва, но это исследование демонстрирует другие функции метаболизма гликогена, включая эпигенетику. Наша команда продемонстрировала, что метаболизм ядерного гликогена модулирует регуляторные компоненты экспрессии генов, которые необходимы для прогрессирования рака."
Хотя накопление ядерного гликогена было зарегистрировано при множественных раковых заболеваниях, это исследование демонстрирует, что гликоген синтезируется и расщепляется в ядре, что ядерный распад обеспечивает топливо для модификаций гистонов и что эти модификации позволяют клеткам становиться злокачественными. Немелкоклеточный рак легкого подавляет распад ядерного гликогена за счет уменьшения количества ключевой сигнальной молекулы, называемой малином, для развития рака.
"Мы разработали новую технологию ядерно-специфических индикаторов в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения для отслеживания метаболизма ядерного гликогена и обнаружили, что она модулирует ацетилирование гистонов," Солнце сказал. "Затем мы определили ключевые сигнальные события, которые регулируют этот недавно описанный клеточный процесс, и продемонстрировали его важность на доклинических моделях рака легких."
Исследование дает важную информацию об основах клеточного метаболизма, эпигенетики и биологии рака. Кроме того, работа выявляет возможные терапевтические цели для разработки будущих платформ для лечения рака легких.
"Ядерный гликоген присутствует и во многих других формах рака," Джентри сказал. "Это исследование может открыть двери для других возможностей потенциальных противораковых методов лечения."
Исследование продемонстрировало совместный подход многопрофильной команды, в которую также входила Кристин Брейнсон, доктор философии.D., от Департамента токсикологии и биологии рака Великобритании и Даны Напье из отдела закупок биопрепаратов & Центр общих ресурсов трансляционной патологии онкологического центра Марки в Великобритании. Команда использовала инновационные технологии и множество образцов рака легких человека, собранных в онкологическом центре Марки в Великобритании, чтобы ответить на сложные биологические вопросы, связанные с этим научным вопросом. Работа финансировалась Национальным институтом здоровья, Онкологическим центром Марки Великобритании и Американским онкологическим обществом.
Затем Сан продолжит свои исследования роли аберрантного гликогена в саркоме Юинга. В июле он получил награду Св. Премия Болдрика за исследования в области детской онкологии, финансирование работы над этим проектом из расчета 110 000 долларов в год на срок до пяти лет. Саркома Юинга – редкий рак кости, который в настоящее время поражает детей и молодых людей в возрасте от 5 до 16 лет.