Kreftceller er svakere når de blir surere
Kreftceller fungerer mindre godt og er mindre i stand til å formere seg når deres indre miljø blir surere.
Dette var konklusjonen forskere i USA og Spania kom til etter at de brukte en datamodell for å studere forholdene som påvirker metabolske veier i kreftceller.
Modellen viste at kreftceller trenger et indre miljø som er mer alkalisk enn for sunne celler for at stoffskiftet skal fungere skikkelig.
Det hjalp også til med å identifisere noen enzymer som jobber med det mer alkaliske miljøet for å fremme kreft.
Funnene kan føre til nye kreftmedisiner som retter seg mot disse molekylene, ifølge et papir som nå er publisert i tidsskriftet Naturkommunikasjon.
"Dette arbeidet er fremdeles veldig akademisk," forklarer studieforfatter Miquel Duran-Frigola, en beregningskjemiker ved Institutt for forskning i biomedisin i Barcelona, Spania, "men vi tror at noen av de identifiserte målene er klare til å bli testet i dyr, slik at vi kan gå inn i mer avanserte stadier for prekliniske forsøk. ”
Systembiologi
Studien er et eksempel på den typen forskning som pågår innen systembiologi, som bruker komplekse datamodeller og stordata for å hjelpe oss med å forstå "livets organisasjonsprinsipper".
Forskerne samlet en stor mengde biokjemiske og genetiske data for å utvikle en molekylær modell av kreftcellemetabolisme.
De brukte modellen til å utforske responsen til "nesten 2000 metabolske enzymer" på endringer i cellens indre pH.
PH-skalaen er et mål på surhet. Et surt miljø har lav pH og et alkalisk eller basisk miljø har høy pH. En pH på 7 er nøytral - den er verken sur eller basisk.
Friske celler har et litt alkalisk indre miljø med en pH på rundt 7,2. Kreftceller er mer basiske og har en indre pH som er høyere enn 7,2.
"Ved å rekonstruere og integrere enzymatiske pH-avhengige aktivitetsprofiler i celle-spesifikke genomskala metabolske modeller," bemerker forfatterne, "utvikler vi en beregningsmetodikk som utforsker hvordan intracellulær pH [...] kan modulere stoffskiftet."
Lovende resultater
Ved hjelp av datamodellen viste teamet at når dens indre forblir i den foretrukne alkaliske pH-sonen, er kreftcellen i stand til å spre seg. Denne tilstanden favoriserer også andre funksjoner som cellen er avhengige av, for eksempel "glykolyse og tilpasning til hypoksi."
Men en lavere, surere pH i kreftcellen "deaktiverer disse tilpasningene og kompromitterer tumorcelleveksten," bemerker forfatterne.
Teamet brukte også modellen til å identifisere metabolske mål som viste "forutsagte forsterkede krefteffekter" når kreftcellens indre miljø ble surere.
Noen av målene har allerede vist lovende resultater i tester med virkelige brystkreftceller.
"Å forstå sammenhengen mellom metabolske veier som fungerer bedre under forskjellige pH-er, kan gi oss en idé om mekanismene som kreft bruker for å overleve ved grunnleggende pH."
Miquel Duran-Frigola
