Kræftceller er svagere, når de gøres mere sure
Kræftceller fungerer mindre godt og er mindre i stand til at formere sig, når deres indre miljø gøres surere.
Dette var den konklusion, som forskere i USA og Spanien kom til, efter at de brugte en computermodel til at undersøge forholdene, der påvirker metaboliske veje i kræftceller.
Modellen viste, at kræftceller har brug for et indre miljø, der er mere basisk end for sunde celler, for at deres stofskifte kan fungere ordentligt.
Det hjalp også med at identificere nogle enzymer, der arbejder med det mere basiske miljø for at fremme kræft.
Resultaterne kan føre til nye kræftlægemidler, der er målrettet mod disse molekyler, ifølge et papir, der nu er offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation.
”Dette arbejde er stadig meget akademisk,” forklarer studieforfatter Miquel Duran-Frigola, en beregningskemiker ved Institut for Forskning i Biomedicin i Barcelona, Spanien, “men vi mener, at nogle af de identificerede mål er klar til at blive testet i dyr, således at vi kan bevæge os ind i mere avancerede prækliniske forsøgsfaser. ”
Systembiologi
Undersøgelsen er et eksempel på den type forskning, der foregår inden for systembiologisk område, der bruger komplekse computermodeller og big data for at hjælpe os med at forstå ”livets organisatoriske principper”.
Forskerne samlede en stor mængde biokemiske og genetiske data for at udvikle en molekylær model af kræftcellemetabolisme.
De brugte modellen til at undersøge reaktionen fra "næsten 2.000 metaboliske enzymer" på ændringer i den indre pH i cellen.
PH-skalaen er et mål for surhed. Et surt miljø har en lav pH og et alkalisk eller basisk miljø har en høj pH. En pH på 7 er neutral - den er hverken sur eller basisk.
Sunde celler har et let alkalisk indre miljø med en pH på omkring 7,2. Kræftceller er mere basiske og har en intern pH, der er højere end 7,2.
"Ved at rekonstruere og integrere enzymatiske pH-afhængige aktivitetsprofiler i celle-specifikke genomskala metaboliske modeller," bemærker forfatterne, "udvikler vi en beregningsmetode, der undersøger, hvordan intracellulær pH [...] kan modulere stofskiftet."
Lovende resultater
Ved hjælp af computermodellen viste holdet, at når dets indersider forbliver i den foretrukne alkaliske pH-zone, er kræftcellen i stand til at sprede sig. Denne tilstand favoriserer også andre funktioner, som cellen er afhængige af, såsom "glykolyse og tilpasning til hypoxi."
Men en lavere, mere sur pH i kræftcellen "deaktiverer disse tilpasninger og kompromitterer tumorcellevækst," bemærker forfatterne.
Holdet brugte også modellen til at identificere metaboliske mål, der viste "forudsagte forstærkede kræfteffekter", da kræftcellens indre miljø blev surere.
Nogle af målene har allerede vist lovende resultater i tests, der bruger ægte brystkræftceller.
"At forstå sammenhængen mellem metaboliske veje, der fungerer bedre under forskellige pH-værdier, kan give os en idé om de mekanismer, der bruges af kræft til at overleve ved basisk pH."
Miquel Duran-Frigola
