(เครดิต: สถาบันสุขภาพแห่งชาติ)

Gary Patti กล่าวว่า "แนวคิดที่ว่าการรับกลูโคสเพิ่มขึ้นนั้นเป็นเครื่องหมายรับรองการเผาผลาญของเซลล์มะเร็งที่ฝังลึกอยู่ในความคิดของเรา ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยโรคมะเร็งและจัดการการรักษาในคลินิก ด้านบน: เซลล์ HeLa ในวัฒนธรรม (เครดิต: สถาบันสุขภาพแห่งชาติ)

เซลล์มะเร็งถูกกำหนดโดยความสามารถในการเติบโตที่ไม่สามารถควบคุมได้ เซลล์หนึ่งกลายเป็นสองอย่างรวดเร็ว และอีกสองเซลล์กลายเป็นเซลล์จำนวนมาก

“มันเป็นกระบวนการที่น่าสนใจ” Gary Patti รองศาสตราจารย์วิชาเคมีที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กล่าว “ลองนึกภาพสร้างสำเนาของตัวเองสองชุดทุกๆ สองสามวัน แทนที่จะเก็บสำเนาที่คุณมีไว้ ในช่วง 15 หรือ 20 ปีที่ผ่านมา ผู้คนเริ่มให้ความสนใจกับวิธีที่เซลล์ทำอย่างนั้นจริงๆ”

เป็นเวลากว่า 80 ปีแล้ว ที่แนวคิดที่ว่าเซลล์มะเร็งกระตุ้นการเติบโตอย่างรวดเร็วโดยการดูดซับกลูโคสจากเลือด ใช้พลังงานและอะตอมเพื่อสร้างชุดส่วนประกอบเซลล์ที่ซ้ำกัน สาเหตุหนึ่งที่ทำให้กลูโคสจำนวนมากถูกนำไปใช้คือการสร้างไขมันหรือไขมันที่ประกอบเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเป็นม่านบางๆ ที่แยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากสิ่งแวดล้อม

ในปี 1970 และ 80 นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานกับกลูโคสที่ติดแท็กกัมมันตภาพรังสีแสดงให้เห็นว่าไขมันทั้งหมดภายในเซลล์เนื้องอกถูกสร้างขึ้นจากกลูโคสที่เซลล์รับมาจากสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์ การค้นพบนี้ดูเหมือนจะยืนยัน "สมมติฐานกลูโคส"

สมมติฐานกลูโคส

สมมติฐานมีเหตุมีผล แต่ก็เหมือนกับหลายๆ เรื่องที่สมเหตุสมผล มันอาจจะไม่ถูกต้อง

ขณะติดตามงานอื่น Patti ค้นพบว่าไฟโบรบลาสต์ที่เพิ่มจำนวนสร้างไขมันส่วนใหญ่จากกลูโคสก็ต่อเมื่อพวกมันเติบโตในอาหารเลี้ยงเซลล์มาตรฐานซึ่งอุดมด้วยสารอาหาร แต่มีไขมันต่ำ

เมื่อนักวิทยาศาสตร์เพิ่มไขมันในอาหารเลี้ยงเชื้อ และเพิ่มความเข้มข้นให้เท่ากับเลือดทั่วไป เซลล์ต่างๆ ต่างก็ชอบที่จะขับไขมันออกจากอาหารเลี้ยงเชื้อแทนที่จะสังเคราะห์มัน และภายใต้สภาวะเหล่านี้ เซลล์ที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็วนั้นรับกลูโคสได้ไม่มากไปกว่าเซลล์ที่ไม่ได้แบ่งตัว

ผลกระทบนี้ถูกค้นพบในวัฒนธรรมของไฟโบรบลาสต์ ซึ่งจะแบ่งตัวจนกว่าพวกมันจะสัมผัสกันและหยุดนิ่ง ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสเปรียบเทียบเมแทบอลิซึมของเซลล์ที่เพิ่มจำนวนและเซลล์ที่สงบนิ่ง

แต่รู้สึกทึ่งกับ "ผลของไขมัน" ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบในเซลล์มะเร็ง 460 สายพันธุ์ ได้แก่ เซลล์ HeLa ที่มีชื่อเสียง และเซลล์มะเร็งปอดที่เรียกว่า HXNUMX เซลล์เหล่านี้ตอบสนองได้น้อยกว่าแต่คล้ายกับความเข้มข้นของไขมัน

ผลลัพธ์ที่น่าตกใจรายงานในวารสาร ชีววิทยาเคมีของเซลล์, เรียกร้องให้มีการตั้งคำถามเกี่ยวกับการวิจัยและการรักษาโรคมะเร็งที่ตั้งอยู่บนสมมติฐานของกลูโคส

Patti กล่าวว่า "ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสามารถคิดเกี่ยวกับการเผาผลาญกลูโคสในระดับระบบได้เท่านั้น" ซึ่งหมายถึงระเบียบวินัยใหม่ของเมตาบอลิซึม “ก่อนหน้านั้น เทคโนโลยีในการติดตามกลูโคสผ่านทุกวิถีทางเมแทบอลิซึมที่เป็นไปได้นั้นไม่มีอยู่จริง

"ความคิดที่ว่าการรับกลูโคสเพิ่มขึ้นนั้นเป็นเครื่องหมายรับรองการเผาผลาญของเซลล์มะเร็งที่ฝังลึกอยู่ในความคิดของเรา เป็นพื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยโรคมะเร็งและจัดการการรักษาในคลินิก”

ในการสแกนด้วย FDG-PET เพื่อวินิจฉัย ผู้ป่วยจะถูกฉีดกลูโคสแอนะล็อกจำนวนเล็กน้อยที่มีอะตอมกัมมันตภาพรังสี จากนั้นจะสแกนเพื่อสร้างภาพการดูดซึมกลูโคสจากอวัยวะต่างๆ จุดสว่างบนภาพเหล่านี้บ่งบอกถึงมะเร็งที่อาจเกิดขึ้น

บินภายใต้เรดาร์

"การศึกษาของเราทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับความไวของการสแกนเหล่านี้" Patti กล่าว “บางทีเซลล์มะเร็งอาจมีชีวิตอยู่ได้ด้วยไขมันที่ลอยอยู่ในกระแสเลือด แทนที่จะทำให้พวกมันหมดจากกลูโคส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของผู้ป่วยโรคอ้วนหรือเบาหวานที่มีความเข้มข้นของไขมันในเลือดสูงกว่าปกติ”

สิ่งนี้สามารถช่วยให้เซลล์มะเร็งสามารถบินอยู่ใต้เรดาร์ซึ่งนำไปสู่ผลลบที่ผิดพลาดได้หรือไม่?

เนื่องจากสมมติฐานของกลูโคส นักวิทยาศาสตร์ได้ทุ่มเทความสนใจอย่างมากในการพัฒนาวิธีการรักษามะเร็งที่ยับยั้งการเผาผลาญกลูโคสหรือการสังเคราะห์ไขมัน แต่ถ้าสมมติฐานผิด จะขัดขวางกระบวนการเผาผลาญกลูโคสจะชะลอการเติบโตของเซลล์หรือไม่? เซลล์จะไม่เพียงแค่ขับไขมันจากสภาพแวดล้อมหรือไม่?

เพื่อทดสอบความเป็นไปได้นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ลองใช้ 2DG ซึ่งเป็นโมเลกุลของกลูโคสที่มีอะตอมไฮโดรเจนแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิล (OH–) ที่ติดอยู่ในทางเดินที่สลายกลูโคส พวกเขาพบว่าถ้าพวกเขาเพิ่มวัฒนธรรมที่มีไขมันเช่นกัน 2DG จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่ามากในการชะลอการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง

"การค้นพบนี้ท้าทายเหตุผลเบื้องหลังกลยุทธ์หนึ่งในการฆ่าเซลล์มะเร็ง" Patti กล่าว 2DG อยู่ในการทดลองทางคลินิก

หากผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าเซลล์มะเร็งอาจไม่ตอบสนองต่อยาที่ขัดขวางการดูดซึมกลูโคส แสดงว่าการปิดกั้นการดูดซึมไขมันอาจมีประสิทธิภาพ

นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบแนวคิดนี้โดยให้ยาในวัฒนธรรมของพวกเขากับยาที่เรียกว่า SSO ซึ่งจับกับตัวขนส่งไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์อย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ และยับยั้งการดูดซึมไขมัน เมื่อพวกมันทำสิ่งนี้ เซลล์ทั้งสามเส้นจะเติบโตและแบ่งตัวช้ากว่า

"บางทีเราควรจะคิดมากขึ้นเกี่ยวกับการยับยั้งการดูดซึมไขมัน" Patti กล่าว “ประเด็นสุดท้าย—และฉันคิดว่าคนส่วนใหญ่ยอมรับสิ่งนี้—ก็คือการเพาะเลี้ยงเซลล์เป็นระบบที่ประดิษฐ์ขึ้นอย่างมาก ซึ่งมักจะให้ผลลัพธ์ที่ทำให้เข้าใจผิด การค้นพบการเพาะเลี้ยงเซลล์แปลเป็นแบบจำลองสัตว์หรือผู้ป่วยนั้นเป็นที่น่าสงสัยจริง ๆ หรือไม่ เป็นการยากที่จะวางใจในพวกเขามาก

“ในกรณีนี้ สื่อเพาะเลี้ยงเซลล์มาตรฐานที่ทุกคนใช้มีความเข้มข้นของไขมันต่ำจนทำให้เบ้จริง ๆ ว่าเซลล์ในวัฒนธรรมกำลังทำอะไรอยู่ แม้ว่าเราทุกคนจะเพาะเลี้ยงเซลล์แบบเดียวกันด้วยวิธีเดียวกัน ถือว่าผลลัพธ์ที่ได้นำไปใช้กับคลินิกก็เป็นอันตราย”

ที่มา: มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

at ตลาดภายในและอเมซอน