Tế bào ung thư yếu hơn khi được tạo ra nhiều axit hơn
Tế bào ung thư hoạt động kém hơn và ít có khả năng nhân lên khi môi trường bên trong của chúng có tính axit hơn.
Đây là kết luận mà các nhà nghiên cứu ở Hoa Kỳ và Tây Ban Nha đưa ra sau khi họ sử dụng một mô hình máy tính để nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến con đường trao đổi chất trong tế bào ung thư.
Mô hình cho thấy các tế bào ung thư cần một môi trường bên trong có tính kiềm cao hơn so với các tế bào khỏe mạnh để quá trình trao đổi chất của chúng hoạt động tốt.
Nó cũng giúp xác định một số enzym hoạt động với môi trường kiềm hơn để thúc đẩy ung thư.
Phát hiện có thể dẫn đến các loại thuốc điều trị ung thư mới nhắm vào các phân tử này, theo một bài báo hiện được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Đồng tác giả nghiên cứu Miquel Duran-Frigola, nhà hóa học tính toán tại Viện Nghiên cứu Y sinh ở Barcelona, Tây Ban Nha, giải thích: “Công trình này vẫn còn rất học thuật,“ nhưng chúng tôi tin rằng một số mục tiêu được xác định đã sẵn sàng để thử nghiệm trong động vật, do đó cho phép chúng tôi chuyển sang các giai đoạn thử nghiệm tiền lâm sàng tiên tiến hơn ”.
Hệ thống sinh học
Nghiên cứu này là một ví dụ về loại hình nghiên cứu đang diễn ra trong lĩnh vực sinh học hệ thống, sử dụng các mô hình máy tính phức tạp và dữ liệu lớn để giúp chúng ta hiểu “các nguyên tắc tổ chức của cuộc sống”.
Các nhà nghiên cứu đã tập hợp một lượng lớn dữ liệu sinh hóa và di truyền để phát triển một mô hình phân tử về chuyển hóa tế bào ung thư.
Họ đã sử dụng mô hình này để khám phá phản ứng của “gần 2.000 enzym chuyển hóa” đối với những thay đổi về độ pH bên trong tế bào.
Thang đo pH là thước đo độ axit. Môi trường axit có độ pH thấp và môi trường kiềm, hoặc bazơ, có độ pH cao. Độ pH bằng 7 là trung tính - nó không phải là axit cũng không phải là kiềm.
Các tế bào khỏe mạnh có môi trường bên trong hơi kiềm với độ pH khoảng 7,2. Tế bào ung thư có tính kiềm cao hơn và có độ pH bên trong cao hơn 7,2.
Các tác giả lưu ý: “Bằng cách tái tạo và tích hợp các cấu hình hoạt động phụ thuộc pH của enzym vào các mô hình trao đổi chất ở quy mô bộ gen cụ thể của tế bào,“ chúng tôi phát triển một phương pháp tính toán khám phá cách pH nội bào […] có thể điều chỉnh sự trao đổi chất. ”
Kết quả hứa hẹn
Sử dụng mô hình máy tính, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi bên trong của nó vẫn ở trong vùng pH kiềm ưa thích, tế bào ung thư có thể sinh sôi. Tình trạng này cũng hỗ trợ các chức năng khác mà tế bào dựa vào, chẳng hạn như “quá trình đường phân và thích ứng với tình trạng thiếu oxy”.
Tuy nhiên, độ pH thấp hơn, có tính axit hơn trong tế bào ung thư “vô hiệu hóa những thích ứng này và làm ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào khối u,” các tác giả lưu ý.
Nhóm cũng sử dụng mô hình này để xác định các mục tiêu trao đổi chất cho thấy "tác dụng chống ung thư khuếch đại được dự đoán" khi môi trường bên trong của tế bào ung thư trở nên có tính axit hơn.
Một số mục tiêu đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn trong các thử nghiệm sử dụng các tế bào ung thư vú thực sự.
“Hiểu được mối liên hệ giữa các con đường trao đổi chất hoạt động tốt hơn ở các độ pH khác nhau có thể cho chúng ta ý tưởng về các cơ chế mà bệnh ung thư sử dụng để tồn tại ở độ pH cơ bản”.
Miquel Duran-Frigola
