تكون الخلايا السرطانية أضعف عندما تصبح أكثر حمضية

تعمل الخلايا السرطانية بشكل أقل جودة وتكون أقل قدرة على التكاثر عندما تصبح بيئتها الداخلية أكثر حمضية.

يمكن أن يؤدي جعل الخلايا السرطانية أكثر حمضية إلى الحد من قدرتها على التكاثر.

كان هذا هو الاستنتاج الذي توصل إليه الباحثون في الولايات المتحدة وإسبانيا بعد أن استخدموا نموذجًا حاسوبيًا لدراسة الظروف التي تؤثر على مسارات التمثيل الغذائي في الخلايا السرطانية.

أظهر النموذج أن الخلايا السرطانية تحتاج إلى بيئة داخلية أكثر قلوية من تلك الموجودة في الخلايا السليمة حتى تعمل عملية التمثيل الغذائي بشكل صحيح.

كما أنها ساعدت في تحديد بعض الإنزيمات التي تعمل مع البيئة القلوية لتعزيز السرطان.

يمكن أن تؤدي النتائج إلى عقاقير جديدة للسرطان تستهدف هذه الجزيئات ، وفقًا لورقة بحثية نُشرت الآن في المجلة اتصالات الطبيعة.

يوضح المؤلف المشارك للدراسة ميكيل دوران-فريجولا ، الكيميائي الحسابي في معهد أبحاث الطب الحيوي في برشلونة بإسبانيا ، "لا يزال هذا العمل أكاديميًا للغاية" ، لكننا نعتقد أن بعض الأهداف المحددة جاهزة للاختبار في الحيوانات ، مما يسمح لنا بالانتقال إلى مراحل أكثر تقدمًا من التجارب قبل السريرية ".

بيولوجيا النظم

الدراسة هي مثال لنوع البحث الذي يجري في مجال بيولوجيا الأنظمة ، والذي يستخدم نماذج الكمبيوتر المعقدة والبيانات الضخمة لمساعدتنا على فهم "المبادئ التنظيمية للحياة".

جمع الباحثون كمية كبيرة من البيانات البيوكيميائية والجينية لتطوير نموذج جزيئي لعملية التمثيل الغذائي للخلايا السرطانية.

استخدموا النموذج لاستكشاف استجابة "ما يقرب من 2000 إنزيم أيضي" للتغيرات في درجة الحموضة الداخلية للخلية.

مقياس الأس الهيدروجيني هو مقياس للحموضة. تحتوي البيئة الحمضية على درجة حموضة منخفضة بينما تحتوي البيئة القلوية أو القاعدية على درجة حموضة عالية. الرقم الهيدروجيني 7 محايد - فهو ليس حامضًا ولا قلويًا.

تتمتع الخلايا السليمة ببيئة داخلية قلوية قليلاً مع درجة حموضة حوالي 7.2. الخلايا السرطانية أكثر قلوية ولها درجة حموضة داخلية أعلى من 7.2.

"من خلال إعادة بناء ودمج ملفات النشاط الأنزيمية المعتمدة على الأس الهيدروجيني في نماذج التمثيل الغذائي على نطاق الجينوم الخاص بالخلية" ، لاحظ المؤلفون ، "إننا نطور منهجية حسابية تستكشف كيف يمكن أن يعدل الأس الهيدروجيني داخل الخلايا [...] عملية التمثيل الغذائي."

نتائج واعدة

باستخدام نموذج الكمبيوتر ، أظهر الفريق أنه عندما تظل الدواخل في منطقة الأس الهيدروجيني القلوية المفضلة ، تكون الخلية السرطانية قادرة على التكاثر. تفضل هذه الحالة أيضًا الوظائف الأخرى التي تعتمد عليها الخلية ، مثل "تحلل السكر والتكيف مع نقص الأكسجة".

لاحظ المؤلفون أن درجة الحموضة الأقل والأكثر حمضية في الخلية السرطانية "تعطل هذه التكيفات وتعرقل نمو الخلايا السرطانية".

استخدم الفريق أيضًا النموذج لتحديد أهداف التمثيل الغذائي التي أظهرت "التأثيرات المضادة للسرطان المضخمة المتوقعة" عندما تصبح البيئة الداخلية للخلية السرطانية أكثر حمضية.

أظهرت بعض الأهداف بالفعل نتائج واعدة في الاختبارات باستخدام خلايا سرطان الثدي الحقيقية.

"إن فهم الرابط بين المسارات الأيضية التي تعمل بشكل أفضل في ظل درجات الحموضة المختلفة يمكن أن يعطينا فكرة عن الآليات التي يستخدمها السرطان للبقاء على قيد الحياة عند درجة الحموضة الأساسية."

ميكيل دوران-فريجولا