تأثير واربورغ: لماذا تخمر الخلايا السرطانية الجلوكوز

لا يتعلق الأمر بالميتوكوندريا المكسورة

اقترح واربورغ في الأصل أن الخلايا السرطانية قد أضرت بالتنفس. في الواقع، تحتوي معظم الخلايا السرطانية على ميتوكوندريا وظيفية وتستخدمها. إن التحول نحو تحلل السكر هو خيار منظم مدفوع بإشارات النمو، وليس عيبًا.

تعمل المسارات الجينية بما في ذلك PI3K/AKT وMYC وHIF-1 على زيادة ناقلات الجلوكوز والإنزيمات المحللة للسكر بشكل مباشر، وربط النمط الظاهري الأيضي بنفس المحركات التي تدفع التكاثر.

لماذا من المنطقي أن تنمو الخلية

تحتاج الخلية المنقسمة إلى كتل بناء من الكربون والنيتروجين أكثر من حاجتها للطاقة القصوى. تشغيل الجلوكوز من خلال تحلل السكر بسرعة، وتحويل الوسطيات إلى مسار فوسفات البنتوز وإلى تخليق السيرين والدهون والنيوكليوتيدات، يوفر عملية التخليق الحيوي ويحافظ على العوامل المساعدة للأكسدة والاختزال اللازمة له.

يقوم إفراز اللاكتات بتجديد NAD+ المطلوب للحفاظ على عمل تحلل السكر بسرعة، كما يعمل اللاكتات والبروتونات المصدرة أيضًا على تحمض البيئة الدقيقة بطرق يمكن أن تضعف الخلايا المناعية.

البصمة السريرية

يعتبر امتصاص الجلوكوز العالي للعديد من الأورام هو أساس تصوير FDG-PET، والذي يستخدم نظير الجلوكوز الموسوم إشعاعيًا لتحديد موقع المرض النشط أيضيًا. الأورام ذات النمط الظاهري الضعيف لواربورغ، مثل بعض السرطانات منخفضة الدرجة أو المخاطية، تكون أقل شغفًا بـ FDG.

كان من الصعب تطوير الأدوية التي تستهدف تحلل السكر بشكل مباشر لأن الخلايا المتكاثرة الطبيعية تشترك في المسار، لذلك تستهدف معظم الاستراتيجيات الأيضية المزيد من التبعيات الانتقائية للورم.

ما يمكن وما لا يمكن استخدام عملية التمثيل الغذائي من أجله

الاستخدام السريري الموثوق للنمط الظاهري لواربورغ هو التصوير. يقوم FDG-PET بمراحل العديد من أنواع السرطان، ويقيم الاستجابة للعلاج ويكتشف تكرار المرض، وتتبع حدوده مباشرة من علم الأحياء - فالدماغ والكلى والأنسجة الملتهبة متعطشة لـ FDG لأسباب أخرى، ويمكن أن تكون أورام تحلل السكر الضعيفة مطمئنة بشكل خاطئ.

كهدف دوائي، كان المسار محبطًا. لا تزال مثبطات ناقلة اللاكتات ونازعة هيدروجين اللاكتات وغيرها من العوامل الموجهة لتحلل السكر قيد البحث، وقد تحرك معظم تطوير الأدوية الأيضية نحو تبعيات أكثر انتقائية مثل IDH المتحول، أو الجلوتاميناز في سياقات محددة، أو PRMT5 المرتبط بحذف MTAP.

الوجبات السريعة الرئيسية

• ·تأثير واربورج هو امتصاص الجلوكوز العالي مع إنتاج اللاكتات على الرغم من توفر الأكسجين.
• ·إنه يعكس الدعم المنظم للتخليق الحيوي وتوازن الأكسدة والاختزال، وليس الميتوكوندريا التالفة.
• ·إنه يشكل الأساس لتصوير FDG-PET ويساهم في بيئة دقيقة حمضية ومثبطة للمناعة.