Nové paradigma o nádorovém metabolismu

Nádorová tkáň je vysoce metabolicky aktivní, odčerpává z krve cukry a využívá je pro svůj růst a šíření. Celá desetiletí vládl ve světě názor, že intenzivní metabolismus glukózy v nádorové tkáni je výhradně doménou nádorových buněk a jeho příčinou je vysoce aktivní aerobní glykolýza (první část buněčného metabolismu glukózy) v nádorových buňkách.

Tento „Warburgův efekt“, známý přes osmdesát let, se nyní dočkal revolučního vysvětlení. Vyšel článek (Cell Cycle 8, 3984–4001, 2009/23) týkající se modelu, v němž aerobní glykolýza probíhá v cytoplazmě fibroblastů asociovaných s nádorem a ne v nádorových buňkách. Výsledným produktem aerobní glykolýzy je pyruvát, který je dále redukován na laktát a v této podobě transportován do nádorových buněk. Pro ty je bohatým zdrojem energie, kterou buňky získají odbouráním laktátu/pyruvátu v mitochondriích Krebsovým cyklem, a to s vysokým energetickým výtěžkem, který pak využijí pro svůj růst, množení a šíření. Pro transport laktátu je vytvořen mezi buňkami zkrat – fibroblasty asociované s nádorem mají na svém povrchu transportní systém pro export laktátu a nádorové buňky pro import podobně, jako je tomu fyziologicky ve svalové či mozkové tkáni.

Jakou roli zde hraje kaveolin? Ten se podílí na odstraňování kyslíkových radikálů z buňky, a je proto úzce spojen s mitochondriemi, organelami, v nichž kyslíkové radikály běžně vznikají. Pokud chybí kaveolin, je více než pravděpodobné, že se mitochondrie následkem působení kyslíkových radikálů poškodí. Právě to se může přihodit (a v některých nádorech se to děje) ve fibroblastech asociovaných s nádorem. Defektní mitochondrie jsou pak procesem zvaným autofagie („samopohlcení“ buňkou) odstraňovány. Není to tedy jen přítomnost exportní molekuly pro laktát, která přiměje fibroblast asociovaný s nádorem, aby se milosrdně podělil o laktát s nádorovými buňkami, ale i defekt jejich mitochondrií, který znemožňuje vlastní využití laktátu/pyruvátu (Cell Cycle 9, 1960–1971, 2010/10).

Současně s poznáním, jak to mezi buňkami v přírodě funguje, se díky těmto poznatkům objevují nové možnosti protinádorové terapie: inhibitory transportních molekul pro laktát, antioxidanty pro prevenci oxidativního poškození fibroblastů asociovaných s nádorem, látky podporující expresi kaveolinu.

Nutno však ještě podotknout, že Lisanti a jeho koleové z Univerzity Thomase Jeffersona ve Filadelfii se domnívají, že klasický „Warburgův efekt“ a nově popsaný „reverzní Warburgův efekt“ mohou existovat paralelně – v některých nádorech ten a v jiných ten druhý.