Dysfunkcje mocznika w wątrobie mogą sygnalizować raka
Cykl mocznikowy jest głównym sposobem, w jaki organizm ludzki pozbywa się odpadów azotowych. Nowe badania sugerują, że zakłócenia w tym procesie mogą być wczesnym objawem raka.
Nowe badanie, teraz opublikowane w czasopiśmie Komórkasugeruje, że sposób, w jaki organizm ludzki przetwarza azot, może być kluczem do znalezienia nowych sposobów wykrywania i niszczenia raka.
Azot jest gazem niezbędnym dla wszystkich organizmów. Potrzebują go zarówno rośliny, jak i zwierzęta, aby wytwarzać białka.
Kiedy nasz organizm przetwarza azot, wytwarza substancję zwaną mocznikiem jako odpad; organizm później wydala tę substancję z moczem.
Ten proces metabolizmu nazywany jest cyklem mocznikowym i zachodzi w wątrobie.
Nowe badania sugerują, że zaburzenia w cyklu mocznikowym mogą być markerem raka. Nowe badanie zostało przeprowadzone przez dr Ayelet Erez z Instytutu Nauki Weizmanna w Rehovot w Izraelu.
Badanie zaburzeń regulacji mocznika i guzów
Dr Erez i współpracownicy zmienili ekspresję genetyczną enzymów cyklu mocznikowego w guzach raka okrężnicy u gryzoni i porównali ich poziom mocznika z poziomem u myszy kontrolnych.
Myszy, którym zakłócono cykl mocznikowy, miały niższy poziom mocznika we krwi i wyższy poziom substancji zwanej pirymidyną w moczu.
Naukowcy zbadali również dokumentację medyczną 100 dzieci, u których zdiagnozowano raka w Tel Aviv Sourasky Medical Center.
„Odkryliśmy, że w dniu przyjęcia do szpitala” - wyjaśnia główny badacz - „dzieci chore na raka miały znacznie obniżony poziom mocznika we krwi w porównaniu z udokumentowanymi poziomami mocznika u zdrowych dzieci w tym samym wieku”.
Wreszcie, naukowcy przeanalizowali również duże zestawy genomowe w poszukiwaniu mutacji DNA, które mogą wskazywać na zakłócenia w cyklu mocznikowym.
Znaleźli mutacje w DNA, RNA i białkach, co wskazuje na nadmiar pirymidyny. Jest to wytwarzane poprzez syntezę azotu i może z kolei sprzyjać wzrostowi komórek rakowych.
Podsumowując, wyniki sugerują, że dysfunkcje cyklu mocznikowego mogą być dobrym wskaźnikiem raka.
„Standardowe testy laboratoryjne sprawdzają wysoki poziom mocznika we krwi, ale teraz pokazujemy, że niski poziom może również sygnalizować problem” - mówi dr Erez. „Komórki rakowe niczego nie marnują, wykorzystują jak najwięcej azotu zamiast pozbywać się go w postaci mocznika, jak to robią normalne komórki”.
Narażenie guzów na immunoterapię
Jak wyjaśniają naukowcy, wysoki poziom pirymidyny to zarówno dobra, jak i zła wiadomość. Zła wiadomość jest taka, że może to spowodować szybsze i bardziej agresywne rozprzestrzenianie się raka, ale dobrą wiadomością jest to, że mutacje związane z nadmierną pirymidyną mogą sprawić, że komórki rakowe będą bardziej podatne na atak układu odpornościowego.
Dlatego też nowotwory charakteryzujące się rozregulowanym cyklem mocznikowym można łatwiej zniszczyć za pomocą immunoterapii.
Aby przetestować tę hipotezę, dr Erez i współpracownicy zbadali guzy czerniaka i stwierdzili, że guzy, które miały rozregulowane cykle mocznikowe, lepiej reagowały na immunoterapię. Dr Erez i współpracownicy podsumowują:
„Podsumowując, nasze odkrycia pokazują, że [rozregulowanie cyklu mocznikowego] jest wspólną cechą guzów, która ma głęboki wpływ na karcynogenezę, mutagenezę i odpowiedź immunoterapeutyczną”.
Co więcej, twierdzą naukowcy, wyniki mogą przełożyć się na lepsze narzędzia nie tylko do diagnozowania raka, ale także do jego leczenia.
„Kolejną możliwością wartą zbadania”, mówi dr Erez, „jest to, czy manipulacja genetyczna guza w celu wywołania takiej rozregulowania przed immunoterapią może zwiększyć skuteczność terapii”.
