Cercetătorii au descoperit un metabolit care stimulează dezvoltarea tumorilor cerebrale agresive
Cercetătorii de la Children’s Medical Center Research Institute de la UT Southwestern (CRI) au identificat un metabolit numit guanidinoacetat (GAA) care se acumulează în cantități masive în gliomele agresive de grad înalt la adulți, stimulând neuronii din apropiere și favorizând creșterea tumorilor.
Studiul a arătat că acumularea de GAA, care este de 100 de ori mai mare, apare atunci când tumorile hiperactivează enzima care produce GAA. Din cauza saturării excesive a celulelor canceroase, enzima GAMT nu mai poate converti GAA-ul suplimentar în creatină, iar GAA-ul în exces este eliberat în microambientul tumoral, stimulând neuronii care contribuie la creșterea tumorilor.
Acumularea de GAA în aceste tumori imită o eroare metabolică cunoscută sub numele de deficiență GAMT, care, la fel ca gliomele de grad înalt, duce la convulsii și simptome neurologice.
„Lucrarea noastră abordează o întrebare de lungă durată în neuroștiința cancerului. Știam că există o activitate crescută a neuronilor în tumorile cerebrale, dar înțelegerea noastră privind modul în care tumorile cerebrale provoacă această activitate crescută era incompletă”, a declarat Samuel McBrayer, Ph.D., liderul studiului și profesor asistent la CRI și în pediatrie.
În urma acestei descoperiri, cercetătorii intenționează să testeze dacă o terapie dietetică aprobată clinic pentru deficiența GAMT ar putea bloca acumularea de GAA la pacienții cu gliom de grad înalt. „Vom lua aceste descoperiri din laborator și vom vedea imediat cum putem beneficia pacienții”, a adăugat Kalil G. Abdullah, M.D., autor principal al studiului.
Studiul va include modificarea dietei pacienților înainte de a fi supuși unei intervenții chirurgicale pentru un gliom, iar cercetătorii vor analiza rapid cum schimbările în dietă afectează tumora prin examinarea țesutului din tumorile cerebrale în timpul intervenției chirurgicale.
Dacă modificarea dietei reușește să reducă nivelurile de GAA în tumori, Dr. McBrayer a menționat că studiile ulterioare ar putea testa dacă schimbarea dietei îmbunătățește răspunsul la terapie și supraviețuirea pacienților.
Cercetătorii au descoperit că atunci când GAA iese din celulele canceroase, acesta se leagă de receptorii neuronilor din apropierea tumorii, activându-i. Ca răspuns, neuronii sunt stimulați, eliberând semnale chimice și electrice care favorizează proliferația celulelor gliomului.
În studiu, au fost utilizate multiple experimente pentru a demonstra că GAA promovează creșterea tumorilor cerebrale prin activarea neuronilor adiacenți. Atunci când cercetătorii au blocat enzima care produce GAA în celulele gliomului, nivelurile de GAA au scăzut, activitatea neuronală a fost redusă, iar creșterea tumorii s-a încetinit.
Dacă neuronii adiacenți tumorilor cerebrale erau activați prin alte metode, aceștia promovau creșterea tumorii chiar și în absența GAA. De asemenea, când celulele canceroase au fost crescute în absența neuronilor adiacenți, scăderea GAA nu a încetinit proliferarea celulelor canceroase.
„Un beneficiu major al cercetării în cadrul Programului de Boli Genetice și Metabolice al CRI este că putem valorifica informațiile din erorile metabolice bine caracterizate pentru a înțelege cum metabolismul devine anormal în tumorile cerebrale”, a declarat Dr. McBrayer. „Prin compararea acestor boli, suntem mai bine pregătiți să identificăm cauzele și consecințele modificărilor metabolice în gliom, informând în cele din urmă noi modalități de a trata aceste cancere.”
Dr. McBrayer este investigator în cadrul Peter O’Donnell Jr. Brain Institute și membru al Programului de Rețele Celulare în Cercetarea Cancerului la Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center din UT Southwestern. De asemenea, este un cercetător distins al Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT) și a fost onorat cu un premiu pentru oameni de știință distincți în 2021 din partea Sontag Foundation pentru activitatea sa pe tumorile cerebrale.
