Nová role mitochondrií v nádorovém bujení

V opačném případě nejsou schopny vytvořit nádor. Nebylo však zřejmé, proč je respirace pro tvorbu nádorů tak důležitá. Tuto otázku se nyní podařilo v navazujícím výzkumu objasnit.

„Mitochondrie jsou malé vnitrobuněčné útvary, které v buňce produkují energii nutnou k celé řadě procesů včetně buněčného růstu, základního atributu nádorové tkáně,“ říká prof. Jiří Neužil, vedoucí Laboratoře molekulární terapie. „Produkce energie v mitochondriích je závislá na mitochondriálním „dýchání“ (respiraci), tedy spotřebě kyslíku. Důležitou vlastností mitochondrií je přítomnost vlastní dědičné informace – mtDNA, která je pro proces respirace nezbytná,“ doplňuje prof. Neužil.

Souvislost mezi neschopností tvořit nádory a nedostatkem energie se však neprokázala. Bylo potřeba začít hledat novou cestu. Během ní vědci zjistili, že důvodem je zapojení mitochondriální respirace do tvorby pyrimidinů – stavebních kamenů DNA, jejíž tvorba je pro růst buněk nezbytná.

Rakovinné buňky s poruchou mtDNA nerespirují, a proto nemohou tvořit pyrimidiny. Tím dojde k zablokování jejich růstu a potlačí se i zvětšování celého nádoru. Po získání mitochondrií z okolních buněk a obnovení respirace mohou rakovinné buňky opět produkovat pyrimidiny a růst. Nádor se opět začíná obnovovat.

„Náš objev, publikovaný v prestižním časopise Cell Metabolism, je velice zajímavý jak z hlediska základního výzkumu, tak i jeho možného přenosu do klinické praxe,“ vysvětluje prof. Jiří Neužil aplikační potenciál nového poznatku. „Výše uvedený mechanismus by totiž mohl být sdílený mnoha typy nádorů, neboť univerzální vlastností rakovinné buňky je překotný růst, k němuž je zapotřebí intenzivní tvorba pyrimidinů. Domníváme se, že tento objev povede k návrhu nových, širokospektrých protirakovinných látek.“

Publikace:

Bajzikova, M., Kovarova, J., Coelho, A.R., Boukalova, S., Oh, S., Rohlenova, K., Svec, D., Hubackova, S., Endaya, B., Judasova, K., Bezawork-Geleta, A., Kluckova, K., Chatre, L., Zobalova, R., Novakova, A., Vanova, K., Ezrova, Z., Maghzal, G.J., Novais, S.M., Olsinova, M., Krobova, L., An, Y.J., Davidova, E., Nahacka, Z., Sobol, M., Cunha-Oliveira, T., Sandoval-Acuña, C., Strnad, H., Zhang, T., Huynh, T., Serafim, T.L., Hozak, P., Sardao, V.A., Koopman, W.J.H., Ricchetti, M., Oliveira, P.J., Kolar, F., Kubista, M., Truksa, J., Dvorakova-Hortova, K., Pacak, K., Gurlich, R., Stocker, R., Zhou, Y., Berridge, M.V., Park, S., Dong, L., Rohlena, J., Neuzil, J. Reactivation of Dihydroorotate Dehydrogenase-Driven Pyrimidine Biosynthesis Restores Tumor Growth of Respiration-Deficient Cancer Cells. Cell Metabolism, 29: 1–18, March 5, 2019. doi: 10.1016/j.cmet.2018.10.014. ISSN 1550-4131.
 

Rakovinné buňky bez mitochondriální DNA si po vnesení do hostitele (myši) postupně obnoví mtDNA.

Na obrázku jsou ukázány buňky na počátku a 10, 20 a 60 dní po vnesení do hostitele.

Modrá barva označuje jádra, červená mitochondrie a zelená mtDNA.