Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что внеклеточный матрикс, плотная сеть белков и углеводов, окружающая клетку, может влиять на то, как клетки перемещаются в организме, регулируя потребление сахара. Исследование показывает, что резкие изменения в одном компоненте внеклеточного матрикса могут вызвать очень быстрое изменение метаболизма и миграции клетки.
Учитывая его важность для роста и миграции раковых клеток, ученые интенсивно изучали, как метаболизм глюкозы может регулироваться в ответ на различные внутренние и внешние сигналы. Но мало исследований было сосредоточено на взаимосвязи между метаболизмом и изменениями в определенных компонентах внеклеточного матрикса – плотной сети белков и углеводов, окружающих клетку, – которые происходят как во время нормального развития, так и при прогрессировании болезни.
Анализируя опухоли груди у пациентов и линии клеток рака груди на наличие генов, влияющих на метаболизм глюкозы, исследователи сделали удивительное открытие, что среди генов, наиболее тесно связанных с высокой скоростью метаболизма глюкозы, был рецептор для основного компонента внеклеточного матрикса, гиалуронан.
Поскольку этот рецептор связывает клетку с гиалуронаном в матриксе, открытие предполагает, что изменения в структуре или составе внеклеточного матрикса могут влиять на метаболизм. Исследователи подтвердили эту гипотезу, модулируя уровни гиалуроновой кислоты вокруг клеток и измеряя последующие изменения скорости метаболизма глюкозы.
Исследование предполагает, что ученые смогут создать новые методы лечения рака, которые будут работать, воздействуя на опухоли таким образом, чтобы снизить способность клеток усваивать сахар. Вместо лечения, направленного непосредственно на клетку, можно изменить метаболизм опухоли, воздействуя на внеклеточный матрикс.
Открытие может привести к новому пониманию многих болезней и, в частности, может пролить новый свет на то, как распространяется рак. Это предполагает, что различия в потреблении питательных веществ между раковыми клетками в пределах одной опухолевой массы могут совпадать с различиями в их тенденции к миграции. Эти клетки с более высокой скоростью метаболизма глюкозы могут способствовать миграции в другие части тела или метастазированию.
Исследование опубликовано в Интернете и станет обложкой в сентябре. 20 номер журнала Cell.