آیا چربی سلول های سرطانی را تکثیر می‌کند؟

این تحقیق به رهبری دکتر دنیس ویتکاپ، دانشیار زیست‌شناسی سیستمی در کالج پزشکان واگلوس دانشگاه کلمبیا و دکتر متیو جی واندر هایدن، مدیر مرکز کخ در موسسه فناوری ماساچوست آمریکا انجام شد.

مواد مغذی رایجی که می‌خوریم مانند چربی و اکسیژنی که تنفس می‌کنیم، شاید نقش اساسی در رشد سلول‌های سرطانی ایفا می‌کنند.

اکسیژن بیشتر به‌دلیل نقشش در تولید انرژی در بدن شناخته شده است. به همین دلیل وقتی ورزش می‌کنیم، سخت‌تر نفس می‌کشیم. از آنجایی که بسیاری از سلول‌های سرطانی در محیط‌های فاقد اکسیژن زندگی می‌کنند، اغلب تصور می‌شود که رشد آنها توسط انرژی محدود شده است اما اکسیژن نقش کمتر شناخته شده‌ای نیز دارد و آن فراهم کردن قدرت اکسیدکنندگی برای واکنش‌های شیمیایی است که باعث سنتز مولکول‌های زیستی ضروری برای ساخت سلول‌های جدید می‌شود. بسیاری از واکنش‌های بیوسنتزی به یک فاکتور کمکی به‌نام NAD مثبت نیاز دارند و در صورت کمبود اکسیژن، سلول‌ها نمی‌توانند NAD مثبت محرک رشد را بازسازی کنند و واکنش‌های سازنده کلیدی آنها متوقف می‌شود.

تحقیق جدید به‌طور شگفت‌انگیزی نشان داد که سلول‌های سرطانی هیپوکسیک (کم‌اکسیژن) به‌طور معمول انرژی بیشتری نسبت به نیاز برای رشد دارند. زمانی که محققان مواد مغذی اضافی برای تولید انرژی به سلول‌های سرطانی دادند، سلول‌ها واکنشی نشان ندادند. در عوض، وقتی محققان از روش‌های مختلفی برای باز کردن مسیرهای بیوسنتزی مهارشده به‌دلیل فقدان اکسیژن استفاده کردند، سلول‌های سرطانی به شدت تکثیر خود را افزایش دادند.

محققان دریافتند، در حالی که مسیرهای بیوسنتزی مختلف نسبت به در دسترس بودن اکسیژن حساس هستند، سنتز چربی‌ها ازجمله مواردی است که بیشترین تاثیر را داشته است. از مولکول‌های چربی برای ایجاد غشای سلول‌های جدید استفاده می‌شود و سنتز چربی به‌ویژه برای سلول‌های سرطانی که نیاز به سنتز غشاهای جدید برای رشد خود دارند چالش برانگیز است. بدون دسترسی به اکسیژن، سلول‌ها نمی‌توانند به اندازه کافی مسیرهای سنتز چربی خود را تامین کنند.

دکتر ویت‌کاپ می‌گوید: آنچه نتیجه ما را بسیار غیرمعمول می‌کند این است که سنتز چربی به‌عنوان فرآیندی که به اکسیژن زیادی نیاز دارد در نظر گرفته نمی‌شود اما آزمایش‌های ما نشان داد که حداکثر ۳۰ درصد از اکسیژن مورد استفاده سلول‌های سرطانی برای تولید انرژی نیست بلکه برای سنتز چربی‌هاست.

در نتیجه تاثیر اکسیژن بر بیوسنتز، رشد سلول‌های سرطانی در محیط‌های محدود با اکسیژن به‌شدت وابسته به واردات چربی از محیط است که آسیب‌پذیری حیاتی برای سلول‌های سرطانی ایجاد می‌کند، به‌طوری‌که کاهش عرضه چربی‌های وارداتی ممکن است رشد سرطان را کند یا متوقف کند.

گروه تحقیقاتی اکنون در حال تلاش برای شناسایی گیرنده‌هایی است که سلول‌های سرطانی برای وارد کردن چربی در تومورهای مختلف استفاده می‌کنند و اینکه کدام گیرنده‌ها را می‌توان توسط داروها مورد هدف قرار داد. این تحقیق همچنین نشان می‌دهد که تغییر ترکیب چربی‌ها در رژیم غذایی ممکن است نقشی حیاتی در تاثیرگذاری بر رشد سرطان داشته باشد.

ویتکاپ ابراز کرد: ما بیشتر سرطان را به‌عنوان بیماری که اغلب نتیجه جهش‌های ژنتیکی است می‌دانیم اما برای سلول‌های سرطانی که در شرایط چالش‌برانگیز مانند کمبود اکسیژن زندگی می‌کنند، محیط آنها به همان اندازه مهم است. برای مثال، جهش‌هایی که جذب چربی‌ها را تحریک می‌کنند، تنها در صورتی رشد تومور را تقویت خواهند کرد که این چربی‌ها به‌راستی در محیط خود موجود باشند.

یافته‌های این تحقیق در مجله در  Nature Metabolism منتشر شد.