Митохондрии сжигают кислород и обеспечивают организм энергией. Клетки, испытывающие недостаток кислорода или питательных веществ, должны быстро менять запас энергии, чтобы продолжать расти. Ученые из Института биологии старения Макса Планка показали, что митохондрии перепрограммированы в условиях недостатка кислорода и питательных веществ. Опухоли поджелудочной железы также могут использовать этот механизм перепрограммирования, чтобы продолжать расти, несмотря на снижение уровня питательных веществ и кислорода. Исследователи полагают, что белки в этом недавно открытом сигнальном пути могут стать хорошей мишенью для лечения рака поджелудочной железы, для которого в настоящее время нет лекарств.

Клетки приспосабливаются к недостатку кислорода, переключая свою энергию на гликолиз, в котором сахар сбраживается без кислорода. Это может быть необходимо, например, в пожилом возрасте, поскольку клетки организма часто меньше снабжаются кислородом и питательными веществами. Кроме того, раковые клетки могут столкнуться с этой проблемой, потому что некоторые опухоли имеют плохое кровоснабжение и, следовательно, мало кислорода и питательных веществ попадают в клетки.

«В течение некоторого времени было известно, что клетки уменьшают количество митохондрий, когда им не хватает кислорода, и переключаются на гликолиз. Теперь мы обнаружили, что оставшиеся митохондрии дополнительно перепрограммированы, чтобы соответствовать новым требованиям», - объясняет директор Института Томас Лангер.

Переключение со встроенным таймером

Это происходит через недавно открытый сигнальный путь в клетке: протеаза в мембране митохондрий активируется во время превращения в гликолиз и затем расщепляет различные белки в органеллах. В результате новые митохондрии не могут быть сформированы, а оставшиеся митохондрии изменяют свой метаболизм. Этот процесс в конечном итоге останавливается сам по себе, так как протеаза начинает разлагаться при высокой активности.

«Этот сигнальный путь не только имеет встроенный таймер, но также обеспечивает очень быструю реакцию на дефицит кислорода», - сказал Лангер.

Снижение роста опухолевых клеток

Ученые исследовали раковые клетки, взятые от пациентов с опухолями поджелудочной железы. Эти опухоли растут при дефиците кислорода и очень агрессивны. Ученые смогли уменьшить рост опухоли, отключив сигнальный путь в митохондриях. Это наблюдалось в раковых клетках в чашке Петри, а также в опухолях поджелудочной железы у мышей, пишет EurekAlert.

«В настоящее время не существует лечения рака поджелудочной железы. Я считаю, что эта протеаза может быть очень интересной терапевтической мишенью, потому что мы видели, что сигнальный путь также активен у пациентов с раком поджелудочной железы», - объясняет Лангер. «Тем не менее, нет никаких известных веществ, которые влияют на эту протеазу».