(Kredit: National Institutes of Health)(Kredit: National Institutes of Health)

"Gagasan bahwa peningkatan serapan glukosa adalah ciri metabolik sel kanker yang tertanam dalam pemikiran kita. Inilah dasar bagaimana kita mendiagnosa kanker dan mengelola perawatannya di klinik," kata Gary Patti. Atas: Sel HeLa dalam kultur. (Kredit: National Institutes of Health)

Sel kanker didefinisikan oleh kemampuan mereka untuk pertumbuhan yang tidak terkendali, satu sel dengan cepat menjadi dua, dan dua menjadi banyak.

"Ini adalah proses yang menakjubkan," kata Gary Patti, profesor kimia di Washington University di St. Louis. "Bayangkan membuat dua salinan diri Anda setiap beberapa hari, bukan hanya mempertahankan yang Anda miliki. Di tahun 15 atau 20 yang lalu, orang menjadi sangat tertarik pada bagaimana sel melakukan itu. "

Selama lebih dari 80 tahun, gagasan yang beredar adalah bahwa sel-sel kanker memicu pertumbuhan eksplosif mereka dengan menyerap glukosa dari darah, menggunakan energi dan atom untuk menyingkirkan duplikat set komponen seluler. Salah satu alasan mengapa banyak glukosa diambil adalah membuat lipid, atau lemak, yang dirangkai menjadi selaput selaput, selubung tipis yang memisahkan isi sel dari lingkungannya.

Di 1970s dan '80s, para ilmuwan yang bekerja dengan glukosa radioaktif menunjukkan bahwa hampir semua lipid di dalam sel tumor dibuat dari glukosa sehingga sel-sel diambil dari lingkungan ekstraselular, sebuah temuan yang tampaknya menguatkan hipotesis glukosa.

grafis berlangganan batin

Hipotesis glukosa

Hipotesis itu masuk akal, tapi seperti banyak hal lain yang masuk akal, itu mungkin tidak benar.

Sementara mengejar pekerjaan lain, Patti menemukan bahwa fibroblas yang berkembang biak membuat sebagian besar lipidnya dari glukosa hanya jika ditanam dalam medium kultur sel standar, yang kaya nutrisi tapi kaya lipid.

Ketika para ilmuwan melonjak media kultur dengan lipid, meningkatkan konsentrasi pada jenis darah yang khas, sel-sel lebih suka mengais lipid dari medium daripada mensintesisnya. Dan di bawah kondisi ini, sel-sel yang membelah dengan cepat tidak menghasilkan glukosa lebih banyak daripada sel-sel yang tidak membelah.

Efeknya ditemukan pada budaya fibroblas, yang membelah sampai mereka saling bersentuhan dan kemudian berhenti, memberi kesempatan kepada para ilmuwan untuk membandingkan metabolisme sel proliferasi dan diam.

Namun, tertarik dengan "efek lipid", para ilmuwan memeriksanya di dua sel kanker, sel HeLa yang terkenal, dan sel kanker paru-paru yang disebut H460. Garis sel ini merespons dengan kurang kuat namun serupa dengan konsentrasi lipid.

Hasil mengejutkan tersebut, dilaporkan dalam jurnal tersebut Biologi Sel Kimia, mempertanyakan aspek penelitian dan pengobatan kanker yang didasarkan pada hipotesis glukosa.

"Ini hanya mungkin untuk memikirkan metabolisme glukosa pada tingkat sistem selama beberapa tahun terakhir," kata Patti, mengacu pada disiplin baru metabolomik. "Sebelum itu, teknologi untuk mengikuti glukosa melalui semua jalur metabolisme yang mungkin tidak ada.

"Gagasan bahwa peningkatan serapan glukosa adalah ciri metabolik sel kanker yang tertanam dalam pemikiran kita. Ini adalah dasar untuk bagaimana kita mendiagnosa kanker dan mengelola perawatannya di klinik. "

Dalam pemindaian FDG-PET diagnostik, pasien disuntik dengan sejumlah kecil analog glukosa yang mencakup atom radioaktif, dan kemudian dipindai untuk membuat gambar pengambilan glukosa oleh berbagai organ. Bintik terang pada gambar ini menunjukkan potensi kanker.

Terbang di bawah radar

“Studi kami menimbulkan pertanyaan tentang sensitivitas pindaian ini,” kata Patti. "Mungkin sel kanker dapat hidup dari lemak yang mengambang di darah daripada membuat semuanya keluar dari glukosa, terutama dalam kasus pasien obesitas atau diabetes yang konsentrasi lemak darahnya bisa lebih tinggi dari biasanya."

Mungkinkah ini memungkinkan sel kanker terbang di bawah radar, menyebabkan negatif palsu?

Karena hipotesis glukosa, para ilmuwan telah mencurahkan banyak perhatian untuk mengembangkan terapi kanker yang menghambat metabolisme glukosa atau sintesis lipida. Tapi kalau anggapan salah, akan menghambat metabolisme glukosa memperlambat pertumbuhan sel? Tidakkah sel-sel hanya mengais lipid dari lingkungan sekitar mereka?

Untuk menguji kemungkinan ini, para ilmuwan mencoba dosis garis sel mereka dengan 2DG, sebuah molekul glukosa dengan atom hidrogen yang digantikan untuk gugus hidroksil (OH–) yang terjebak di jalur yang memecah glukosa. Mereka menemukan bahwa jika mereka membanjiri budaya dengan lipid juga, 2DG jauh kurang efektif dalam memperlambat pertumbuhan sel kanker.

"Temuan ini menantang alasan di balik satu strategi untuk membunuh sel kanker," kata Patti. 2DG sekarang dalam uji klinis.

Jika temuan tersebut menunjukkan bahwa sel kanker mungkin tidak merespons seperti yang diharapkan pada obat-obatan yang menghambat pengambilan glukosa, ini juga menunjukkan bahwa penghambatan penyerapan lipid mungkin efektif.

Para ilmuwan menguji gagasan ini dengan memberi dosis pada budaya mereka dengan obat yang disebut SSO yang secara ireversibel mengikat transporter lipid di membran sel, menghambat penyerapan lipid. Ketika mereka melakukan ini, ketiga garis sel lebih lambat tumbuh dan membelah.

"Mungkin kita harus lebih memikirkan penghambatan penyerapan lipid," kata Patti. "Poin terakhir - dan saya pikir kebanyakan orang menerima ini - adalah bahwa kultur sel adalah sistem yang sangat artifisial yang seringkali memberikan hasil yang menyesatkan. Apakah temuan kultur sel diterjemahkan ke model hewan atau pasien benar-benar dipertanyakan; Sulit untuk menempatkan banyak kepercayaan pada mereka.

"Dalam kasus ini, media kultur sel standar yang digunakan setiap orang memiliki konsentrasi lipid rendah sehingga benar-benar menghalangi apa yang dilakukan sel dalam budaya. Meskipun kita semua melakukan kultur sel yang sama dengan cara yang sama, berbahaya untuk mengasumsikan hasilnya berlaku untuk klinik. "

Sumber: Universitas Washington di St. Louis

Buku terkait:

at Pasar InnerSelf dan Amazon