معمای میتوکندری ها در یک سلول سرطانی!!!

«بودن یا نبودن؟» این سوال فقط زجّه مویه هملت نیست بلکه معمای میتوکندری ها در یک سلول سرطانی نیز هست.

سلول های سرطانی حتی با وجود اکسیژن یک سرعت گلیکولیز بالا دارند. این مشخصه سلول های سرطانی اثر واربورگ نامیده می شود، که بر اساس نام دانشمندی که نخستین بار آنرا مشاهده کرد، یعنی اوتو واربورگ، نامگذاری شد که فرض کرد بخاطر کژکاری میتوکندری، سلول های سرطانی برای تولید ATP باید به گلیکولیز غیرهوازی وابسته باشند. البته نشان داده شد که سلول های سرطانی دارای میتوکندری های سالم، مدرکی از اثر واربورگ نیز نشان دادند. پس یک توضیح دیگر بیان شد: اثر واربورگ به سلول های سرطانی کمک می کند ATP بیشتری تهیه کنند تا انرژی زیاد مورد نیاز برای رشد فوق العاده شان را فراهم کنند و یک بلوک سازنده اساسی متابولیت ها را بخاطر تکثیرشان فراهم کنند. یک نظریه سوم می گوید اثر واربورگ یک مکانیسم دفاعی است که از سلول های سرطانی در برابر محیط اکسایشی بالاتر از حدّ عادی، که در آن زنده می مانند، محافظت می کند. جالب است که این نظریه آخر با نظریه تولید انرژی زیاد تضاد ندارد، زیرا متابولیسم افزایش یافته گلوکز سلول های سرطانی را قادر می کند مقادیر بیشتری از هر دو آنتی اکسیدانت تولید کنند تا با تنش اکسایشی و ATP و متابولیت ها برای رشد مبارزه کند. ترکیب این دو فرضیه مختلف می تواند اثر واربورگ را توضیح دهد، اما سوالات مهم و بحرانی در سطح مکانیسمی باید بررسی شوند. سرطان رفتارهای پیچیده و چند وجهی نشان می دهد. قبلا هیچ برنامه کلی یا رویکرد سیستماتیکی برای تلفیق و تفسیر سیگنال دهی کمپلکس در سلول های سرطانی وجود نداشت. یک الگوی جدید همکاری و یک رویکرد سیستمیک خوب طراحی شده، پاسخ هایی برای پر کردن شکاف های موجود در دانش کنونی سرطان فراهم خواهد کرد و کشف رابطه هایی فراتر از معماری واربورگ را تسریع خواهد کرد. درک کامل پیچیدگی سرطان و تومورزایی برای بسط مرزهای زیست شناسی سلول سرطان، ضروری است.

آیا می توانیم یک گلوله نقره ای برای کشتن سرطان درست کنیم؟

تومورشناسان هنوز در مورد علّت اثر واربورگ بحث می کنند و مطالعات فشرده ای در مورد گلیکولیز و مسیر پنتوس فسفات انجام می شوند. نشان داده شده است که افزایش متابولیسم گلوکز تنش اکسایشی را در سلول های سرطانی کاهش می دهد و اثر واربورگ می تواند یک مکانیسم دفاعی باشد که سلول های سرطانی را از تنش اکسایشی حفاظت می کند. بسیاری از محققان معتقدند که اثر واربورگ یک نشانه (نتیجه ی) متابولیسم سرطان است که به تولید انرژی و سنتز بلوک های سازنده اصلی رشد سلول سرطانی مرتبط است. با این وجود، مسدود کردن گلیکولیز و مسیر پنتوس فسفات در سلول های سرطانی قطعا تنش اکسایشی را افزایش می دهد و به تولید انرژی و مواد رشد کمتر منجر می گردد. متابولیسم غیرعادی کلی گلوکز در سلول های سرطانی هنوز خوب درک نشده است و پیوندهایی که تغییرات متابولیک سیستماتیک را کنترل می کنند هنوز ناشناخته اند. یک مطالعه که تغییرات تنش اکسایشی، متابولیسم انرژی و سینتز ریبوز (ribose) را مقایسه می کند می تواند نشان دهد کدام یک از اینها مهم ترین نقش را در توضیح اثر واربورگ ایفا می کند. بعلاوه، تبیین بیشتر کمک مسیر پنتوس فسفات در کاهش تنش اکسایشی درک بهتری از اثر واربورگ فراهم می کند. بعلاوه هنوز مشخص نیست آیا تغییر شار متابولیک فقط در اثر کژکاری میتوکندری ایجاد می شود یا خیر.