Выявлена решающая роль фермента PDK1 при остром миелоидном лейкозе
Острый миелоидный лейкоз (ОМЛ) остается сложным для терапевтического лечения из-за высокой генетической гетерогенности не только между пациентами, но и между популяциями субклонов раковых клеток внутри одного человека. Несмотря на прогресс в знаниях, понимание метаболических характеристик измененных клеток при этой патологии является одной из научных задач для разработки более эффективных методов лечения.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что киназа пируватдегидрогеназы 1 (PDK1), ключевой фермент метаболизма глюкозы, сверхэкспрессируется у пациентов, страдающих АМЛ, которые имеют большое количество лейкемических стволовых клеток и не имеют мутаций в генах FTL3 и NPM1 (именно эти мутации ассоциированы в классификации пациентов с АМЛ).
В исследовании, которое стало результатом сотрудничества между группами под руководством профессора Марты Касканте с биологического факультета и Института биомедицины Университета Барселоны (IBUB) и профессора Яна Якоба Шуринга из Университета Гронингена (Нидерланды), говорится, что лейкозы человека демонстрируют различные метаболические состояния, которые могут служить терапевтическими мишенями.
Первым автором исследования является исследователь Айшегюль Эрдем, докторант UB и Университета Гронингена, чья докторская диссертация курируется Касканте и Шурингой в рамках европейского проекта Deciphering the Metabolism of Haematological Cancers (HaemMetabolome), а также при участии лектора Сильвии Марин (UB-IBUB).
В ходе исследования PDK1 был определен как фактор, определяющий различные метаболические состояния. "PDK1 играет определяющую роль в энергетическом метаболизме, поскольку является ключом, закрывающим входную дверь в митохондриальный метаболизм посредством фосфорилирования и последующего ингибирования фермента пируватдегидрогеназы (PDH)", - говорит Марта Касканте, научный сотрудник ICREA Academia и член Сетевого центра биомедицинских исследований заболеваний печени и пищеварительной системы (CIBEREHD).
Команда использовала метаболомные, протеомные, геномные и транскриптомные методы, а также онтологию генов (GO) и анализ обогащения набора генов (GSEA). Согласно выводам, в лейкемических стволовых клетках фермент PDK1 препятствует поступлению пирувата в митохондрии (органеллы, отвечающей за производство энергии в клетке) в качестве метаболического топлива для клеточного гликолиза. В результате измененного метаболического пути образуется лактат, и это способствует формированию фенотипа, характерного для раковых клеток.
Результаты также показывают, что ингибирование PDK1 вызывает митохондриальный стресс и повышает эффективность противоопухолевой терапии, основанной на ингибиторах глутаминазы - фермента, катализирующего гидролиз глутамина в глутамат и аммоний.
