Распознавание бактериальных инфекций или чужеродных веществ опосредуется и контролируется иммунной системой человека. Эта врожденная и адаптивная иммунная система включает в себя наиболее важный метаболический и клеточный процесс для борьбы с инфекциями и другими заболеваниями. Парадоксально, но эта иммунная система также участвует в развитии системных заболеваний и рака. Поэтому крайне важно глубже понять фундаментальные биохимические процессы, участвующие в клеточных реакциях иммунной системы, которые могут напрямую привести к новым методам лечения системных заболеваний и рака.
Огромная сложность иммунной системы включает в себя разные типы клеток. Два типа макрофагов, M1- и M2-типа, участвуют в механизмах защиты от воспаления (M1), а также в процессах заживления (M2). Также известно, что эти макрофаги M2-типа связаны с раковыми клетками и поддерживают их рост (опухолевые макрофаги, ТАМ). Механизм, с помощью которого эти типы клеток могут дифференцироваться друг в друга, называется процессом поляризации.
Поляризация M2 может быть нацелена на новую биохимическую контрольную точку
В новом исследовании, опубликованном в Cell Reports, исследовательские группы системного биолога и биохимика Вольфрама Векверта и иммунолога Томаса Вейххарта обнаружили новый биохимический переключатель, участвующий в поляризации и пролиферации макрофагов M2. Эта биохимическая контрольная точка ответвляется от гликолитического пути – основного пути метаболизма человека для расщепления глюкозы – чтобы обеспечить молекулярные единицы для быстрой пролиферации и дифференцировки клеток. Если этот путь ингибируется определенными веществами, поляризация и пролиферация M2 подавляются. Это имеет прямые последствия для понимания ТАМ и лечения рака. "Наша гипотеза состоит в том, что, если мы подавляем рост макрофагов M2-типа в микроокружении раковых клеток, мы можем отменить поддерживающий эффект для роста рака. Эта биохимическая контрольная точка, которую мы обнаружили в макрофагах M2-типа, как раз и является точкой для подавления их роста," говорит Вольфрам Векверт.
Две лаборатории Томаса Вейххарта и Вольфрама Векверта в настоящее время интенсивно работают над более детальным изучением этого механизма и разработкой потенциальных стратегий лечения раковых клеток. Центральным в этом проекте является Венский центр метаболомики, который позволяет тщательно изучать эти сложные метаболические процессы иммунной системы человека и метаболизм рака, сочетая профилирование метаболитов и компьютерное моделирование на основе данных. Венский центр метаболомики также недавно был вовлечен в исследование по лечению рака с помощью определенных комбинаций голодания и приема лекарств, ведущих к уменьшению роста опухоли.