Teadlased leidsid vastuse vähi teket puudutavale 100 aastat vanale mõistatusele

Vähirakud tavatsevad energiat kasutada nii, et tagatud oleks võimalikult kiire paljunemine Foto: Shutterstock

Aastal 2021 möödub 100 aastat avastusest, mida õpetatakse igas biokeemiaõpikus. 1921. aastal täheldas Saksa arst Otto Warburg, et vähirakud koguvad energiat glükoosisuhkrust kummaliselt ebaefektiivsel viisil: selle asemel, et seda «põletada» hapniku abil, toimivad vähirakud nagu pärm – kääritavad seda. See hapnikust sõltumatu protsess toimub kiiresti, kuid jätab suure osa glükoosis sisalduvast energiast kasutamata.

Aastate jooksul on välja pakutud erinevaid hüpoteese Warburgi efekti selgitamiseks, sealhulgas idee, et vähirakkudel on defektsed mitokondrid ehk «energiatehased» ja seetõttu ei saa nad kasutada glükoosi täielikult. Ükski neist selgitustest pole ajaproovile vastu pidanud.

Nüüd pakub immunoloog Ming Li juhitav Sloan Ketteringi instituudi uurimisrühm uue vastuse, mis põhineb suurel geneetiliste ja biokeemiliste katsete komplektil ning avaldati 21. jaanuaril ajakirjas Science.

See taandub varasemalt hindamata seosele raku ainevahetuse ja PI3 kinaasiks nimetatud ensüümi aktiivsuse vahel.

«PI3 kinaas on põhiline signaalimolekul, mis toimib peaaegu nagu rakkude ainevahetuse ülemjuhataja,» ütleb dr Li Medical Xpresses. «Enamik energiat kulutavatest protsessidest rakkudes, sealhulgas rakkude jagunemine, toimuvad ainult siis, kui PI3 kinaas annab märguande.»

Warburgi efekti korral suureneb PI3 kinaasi aktiivsus ja omakorda tugevdatakse rakkude pühendumist jagunemisele. See on teadlaste sõnul nagu ülemjuhatajale  megafoni kinkimine.

Miks aktiveeritud immuunrakkudesse eelistavad ebatõhusa ainevahetuse vormi? Dr Li arvab, et see on seotud rakkude vajadusega kiirendada rakkude jagunemist ja nakkuste vastu võitlemise masinat.

Kuigi meeskond tegi oma avastused immuunrakkudes, on vähiga selgeid paralleele.

«PI3 kinaas on vähi kontekstis väga-väga kriitiline kinaas,» ütleb dr Li. «See saadab kasvusignaali vähirakkude jagunemiseks ja on üks vähi kõige aktiivsemaid signaaliradasid.»

Nagu immuunrakkude puhul, võivad vähirakud kasutada Warburgi ainevahetust selle signaaliraja aktiivsuse säilitamiseks ja seega nende kasvu jätkumise ja jagunemise tagamiseks. Tulemused tõstavad intrigeeriva võimaluse hakata läbi ainevahetusprotsesside pidurdama vähi kasvu.