Kanker: Menggunakan metabolisme sel untuk melawan tumor yang membandel
Pemahaman yang lebih baik tentang metabolisme dalam sel tumor yang menghindari obat dapat meningkatkan pengobatan kanker, menurut penelitian baru dari University of Cincinnati di Ohio.
Beberapa tumor sulit diobati karena pada awalnya mereka merespons obat kanker, beberapa sel mampu bertahan dan menumbuhkan tumor baru.
Sel-sel yang bertahan melakukan ini dengan meningkatkan proses "makan sendiri" di mana mereka menghilangkan limbah, membuang komponen dan patogen yang salah, dan mendaur ulang blok bangunan molekuler yang penting.
Proses tersebut, yang dikenal sebagai autophagy, mengirimkan limbah ke kompartemen sel yang disebut lisosom. Ini mengandung berbagai jenis enzim untuk mencerna dan memecah berbagai bahan.
Autophagy juga merupakan mekanisme bertahan hidup yang aktif saat nutrisi langka dan mati lagi saat nutrisi berlimpah.
"Kami menemukan bahwa metabolisme sel secara signifikan memengaruhi kemampuan untuk memulai autophagy," kata ketua peneliti Carol Mercer, seorang profesor di Divisi Hematologi dan Onkologi di Universitas Cincinnati di Ohio.
Dia dan rekan-rekannya melaporkan temuan mereka - yang mengungkapkan "regulasi dinamis dan metabolik autophagy" - dalam sebuah makalah yang sekarang diterbitkan di jurnal tersebut. Laporan Sel.
Kontrol autophagy
Dua jenis autofagi kontrol enzim dalam sel: satu adalah AMP-activated protein kinase (AMPK), dan yang lainnya adalah target mamalia dari rapamycin (mTOR).
Perawatan untuk beberapa kanker sudah menggunakan obat yang memicu AMPK atau target mTOR, dan obat tersebut juga sedang diselidiki untuk digunakan dalam perawatan kanker lainnya.
Untuk alasan ini, Mercer menjelaskan, "penting untuk memahami bagaimana pengaruhnya terhadap jalur kelangsungan hidup sel tumor".
Setiap sel mengandung pembangkit tenaga kecil yang disebut mitokondria yang menghasilkan energi untuk sel. Produksi energi di mitokondria terjadi dalam beberapa tahap, masing-masing melibatkan protein kompleks. Tahap pertama menggunakan yang disebut kompleks mitokondria I.
Orang yang kekurangan kompleks I dapat mengembangkan beberapa masalah kesehatan, termasuk beberapa yang mempengaruhi jantung, hati, otak, dan saraf.
Mercer dan koleganya menunjukkan bahwa kompleks mitokondria I juga memainkan peran kunci dalam memicu dan meningkatkan autofagi serta mengatur durasinya.
Mencegah dan mempromosikan autophagy
Para ilmuwan menemukan bahwa kesalahan genetik pada kompleks mitokondria I mencegah autofagi yang dipicu oleh penghambat mTOR. Mereka juga menunjukkan bagaimana dua obat antidiabetes - fenformin dan metformin - memiliki efek yang sama.
Sebaliknya, dimungkinkan untuk meningkatkan autofagi menggunakan metode "yang meningkatkan metabolisme mitokondria," catat para penulis.
Secara keseluruhan, penelitian ini mengungkapkan wawasan baru tentang peran dinamis metabolisme sel dalam autofagi dan menyarankan, menurut Mercer, "strategi terapeutik baru untuk penyakit kanker, neurodegeneratif, dan mitokondria".
Sebagian besar pekerjaan untuk menemukan bagaimana metabolisme mempengaruhi autophagy dan bagaimana menggunakannya untuk meningkatkan atau menurunkan proses dilakukan dengan menggunakan sel-sel yang dikultur.
Ini dibangun di atas pekerjaan sebelumnya oleh salah satu anggota tim, yang telah menemukan bahwa sementara menghambat mTOR dapat mengobati kanker hati, itu juga meningkatkan autophagy.
"Data kami menunjukkan pentingnya metabolisme dalam regulasi autophagy, meningkatkan pemahaman kami tentang obat yang relevan secara klinis yang penting untuk kanker, dan menyarankan strategi baru untuk meningkatkan atau menghambat autophagy."
Carol Mercer
