Przełom w onkologii: naukowcy zrozumieli związek między cukrem i rakiem

Już na początku XX wieku niemiecki naukowiec Otto Warburg odkrył, że komórki rakowe produkują energię drogą szybkiej glikolizy (rozszczepienia glukozy bez udziału tlenu z otrzymaniem jako jednego z produktów kwasu mlekowego lub laktatu).

Rzeczywista energia (w postaci molekuł ATP) jest produkowana w niewielkiej ilości, a na produkcję laktatu uchodzi około 70 % glukozy.  

W komórkach rozwijającego się nowotworu poziom glikolizy może być o 200 razy wyższy niż w normalnych tkankach. Przyszły laureat Nagrody Nobla zaproponował, że podstawową przyczyną raka jest właśnie to naruszenie wymiany substancji. 

Dziś nauce wiadomo, że rak wywołują mutacje w określonych genach i właśnie z tej strony próbuje się obecnie podejśc do problemu, odsuwając stare metody na dalszy plan. 

A choć efekt Warburga do tej pory szeroko stosowano w celu wykrycia nowotworu, jego rola w rozwoju zachorowań onkologicznych pozostawała nieznana. Teraz wyniki nowego badania wreszcie rzucą światło na to, jak cukier odżywia komórki rakowe, utrudniając leczenie. 

W 2008 roku belgijskie i holenderskie uniwersytety zaczęły wspólną pracę nad wyjaśnieniem, dlaczego nowotwór zamienia w laktat o wiele więcej cukrów niż zdrowe komórki. Między innymi, naukowcy szukali związku między glukozą i rodziną genów Ras, w których błędy prowadzą do rozwoju nowotworu i powstawania przerzutów. 

Profesor Johan Thevelein z Flamandzkiego Instytutu Biotechnologii I jego zespół pracowali z kulturami drożdży, które tak samo jak człowiek mają geny Ras. Badacze wybrali jednokomórkowe organizmy, aby w badaniach nie rozpraszały ich procesy regulacyjne, które mają miejsce w komórkach ssaków. 

Jak informuje się w artykule opublikowanym w "Nature Communications", rozszczepienie cukru w komórkach drożdżowych i rakowych dokonuje się stopniowo poprzez tworzenie substancji o nazwie 1,6-bifostat fruktozy. Podczas szybkiej glikolizy gromadzi się go bardzo wiele i aktywują się białka Ras, stymulujące rozmnażanie się obu typów komórek. 

Bez względu na to, że badacze na razie nie wiedzą, co właściwie zmusza komórki do rezygnacji z normalnego sposobu otrzymywania energii w procesie oddychania i do zwiekszonego spożycia cukru, to widać, że ten proces tworzy "błędne koło". Rozwój raka wywołuje zwiększone spożycie glukozy, które z kolei sprzyja rozprzestrzenianiu się raka. W ten sposób zespół może zademonstrować, że efekt Warburga bezpośrednio wpływa na agresywność nowotworu. 

"Nasze badania pokazują, jak nadmierne spożycie cukru przez komórki rakowe stymuluje rozwój choroby i wzrost guza. Ten związek między cukrem i rakiem ma rozmaite skutki, a nasze wyniki zapewniają mocną bazę dla przyszłych badań w tej sferze" – powiedział Thevelein. 

Autorzy badań uważają, że wyniki ich badań nie tylko pokazują konieczność wniesienia zmian do diety pacjentów z chorobami onkologicznymi, ale i po raz kolejny wskazują na niebezpieczeństwo nadmiernego spożycia cukru.