Výskum odhalil súvislosť medzi arginínom a rakovinou. Toto zistenie môže viesť k liečbe

Arginín je aminokyselina, ktorú našu telo prirodzene produkuje a môžeme ju nájsť v rybách, mäse či orechoch. Ako však ukazuje nedávny výskum publikovaný vo vedeckom časopise Science Advances, arginín je tiež nevyhnutnou živinou pre rakovinové bunky. Ak by sa podarilo nádorom zobrať arginín, mohli by byť zraniteľnejšie voči prirodzenej imunitnej reakcii tela.

Výskumníci zistili, že pri rôznych druhoch rakoviny začne byť arginínu menej, čo vedie tieto bunky k tomu, aby hľadali šikovné genetické riešenie. Začnú manipulovať proteíny ktoré majú k dispozícii, aby účinnejšie absorbovali arginín a ďalšie aminokyseliny. Zaujímavé je, že v snahe pokračovať v raste vyvolávajú mutácie, ktoré znižujú ich závislosť na arginíne.

„Je to ako keby ste mali LEGO súpravu a pokúšali by ste sa postaviť luxusný model lietadla a došli by vám tie správne kocky,“ hovorí prvý autor štúdie Dennis Hsu z University of Pittsburgh Medical Center. "Jediný spôsob, ako stále postaviť lietadlo, by bol, keby ste mali pozmenené plány, ktoré nevyžadujú chýbajúce kocky."

Arginín a rakovina

Arginín je jedna z mála aminokyselín, ktoré dokážu regulovať, ako imunitné bunky reagujú na rakovinu a iné druhy imunologických spúšťačov, hovorí Hsu. Jeho deficit je napríklad spojený so zapálenými tkanivami ľudí s Crohnovou chorobou, ulceróznou kolitídou, zápalovým ochorením čriev alebo infekciou H. pylori. Ak sa ľudia s týmito ochoreniami neliečia, majú vyššie riziko vzniku rakoviny žalúdka alebo hrubého čreva.

Výskumníci odhalili spojenie medzi arginínom a rakovinou v rámci väčšej štúdie o kodónoch, (sekvencia troch nukleotidov v molekule DNA). Hsu zaznamenal tisíce prípadov mutácií kodónov, ale medzi všetkými druhmi rakoviny vyčnieval jeden: kodóny arginínu, ktorých počas mutácií ubudlo oveľa viac, ako by sa malo. Najdramatickejší nedostatok vykazovali rakoviny žalúdka a hrubého čreva.

Vedci nevedia, ako vznikli počiatočné poklesy arginínu. "Myslíme si, že niektoré druhy rakoviny sa vyvíjajú v podmienkach s nízkym obsahom arginínu a nesú túto históriu vo svojej DNA," hovorí Hsu.

Bunková podvýživa

Hsu a jeho kolegovia strávili mesiace v laboratóriu pestovaním rakovinových buniek a potom im zobrali arginín. Keď bunky podrobili viacnásobným cyklom bunkovej podvýživy, rakovinové bunky začali mutovať, keď skúšali rôzne spôsoby, ako zabezpečiť prístup k arginínu.

Nie všetky tieto stratégie fungovali. Jednou z úspešných metód bolo zvýšenie množstva proteínov prenášajúcich aminokyseliny, aby bunky mohli efektívnejšie prijímať arginín a iné aminokyseliny. Medzitým sa počas replikácie buniek chyby znásobili, čo viedlo k zmenám v genóme, ako sú zmutované gény a nesprávne tvarované proteíny.

V inom experimente Hsu zistil zvýšený počet mutácií u kodónov, ktoré produkujú aminokyseliny rozšírené v prostredí rakovinových buniek. Tie zrazu boli pre rakovinové bunky žiadanejšie.

Je zaujímavé, že táto schopnosť súvisiaca skodónmi by mohla potenciálne viesť k zničeniu rakovinových buniek. Pri snahe udržať sa nažive, keď sú podvyživené, bunky nahromadia toľko mutácií, že imunitný systém ich dokáže ľahko rozpoznať.

"Máte veľa náhodných, abnormálne vyzerajúcich proteínov kvôli všetkým mutáciám a je pravdepodobnejšie, že ich imunitný systém rozpozná ako niečo, čo by tam nemalo patriť," hovorí Hsu. Hlboko zmutované rakovinové bunky, ktorých chýba arginín, by tam mohol byť jasnou červenou vlajkou pre imunitný systém.

Tieto zistenia môžu mať zásadné dôsledky pre imunoterapiu. "Vyhladovaním rakovinovej bunky je možné podporiť mutácie, ktoré potom dokáže imunitný systém rozpoznať," hovorí Hsu. "Netestovali sme to, ale bolo by naozaj skvelé to vyskúšať."