Guzy obezwładniają układ odpornościowy, zużywając cukier

[KopalniaWiedzy.pl 358]

Zużywając cały dostępny cukier, komórki nowotworowe upośledzają działanie układu odpornościowego. Bez dostępu do glukozy limfocyty T nie wytwarzają interferonu-gamma (IFNγ), cytokiny odgrywającej ważną rolę w zwalczaniu nowotworów oraz różnych infekcji.

Limfocyty T potrafią wnikać do guzów, ale niestety, często nie są w stanie zabić komórek nowotworowych. Jedną z przyczyn wydaje się właśnie niezdolność do wytwarzania IFNγ. Niewykluczone, że wiedza o wpływie metabolizm cukru na produkcję interferonu-gamma pozwoliłaby poprawić działanie limfocytów T, a stąd już prosta droga do opracowania skutecznej metody zwalczania guzów - podkreśla dr Erika Perace z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis. Amerykanka uważa, że hamowanie wytwarzania IFNγ pomogłoby z kolei w terapii chorób autoimmunologicznych, w przebiegu których limfocyty T nadmiernie pobudzają stan zapalny.

Podobnie jak inne komórki, limfocyty T pozyskują energię na drodze preferowanej fosforylacji oksydacyjnej (energia jest uwalniania podczas utleniania zredukowanych nukleotydów) albo glikozy beztlenowej (przy braku tlenu powstający z glukozy kwas pirogronowy ulega przemianie w kwas mlekowy; proces ten jest mniej wydajny od fosforylacji).

Podczas eksperymentu dr Chih-Hao Chang posłużył się systemem do kontroli dostępnych zasobów. Manipulując poziomem cukru w probówkach, zmuszał limfocyty T albo do fosforylacji, albo do glikolizy.

Zgodnie z dotychczasowymi poglądami, namnażanie limfocytów T [np. w reakcji na nowotwór lub patogeny] wymaga glikolizy beztlenowej. Odkryliśmy, że to nieprawda: podtrzymując proces, komórki mogły się odwołać również do fosforylacji oksydacyjnej. Sytuacja komplikowała się, gdy naukowcy próbowali przełączyć limfocyty z glikolizy na fosforylację. Zaangażowane w glikolizę białka nie znikają po jej wyłączeniu. Są dość stabilnymi związkami, dlatego pozostają w komórce i biorą udział w innych procesach. W przypadku limfocytów T pojawia się jednak problem, bo jedna z protein - dehydrogenaza aldehydu 3-fosfoglicerynowego (GAPDH) - hamuje produkcję interferonu-gamma.

Gdy Amerykanie umieścili limfocyty T w zlewce ze zużywającymi glukozę komórkami nowotworowymi, białe krwinki nie radziły sobie z wytwarzaniem IFNγ. Kiedy cukier podano wprost do limfocytów, produkcja prozapalnej cytokiny się podwoiła.