Tento bežný vitamín môže pomáhať rakovinovým bunkám prežiť. Vedci teraz ukázali, ako im túto ochranu zobrať
Vitamín B2 telo potrebuje, no rakovinové bunky ho môžu využiť ako ochranu pred ferroptózou. Vedci ukázali, ako by sa táto slabina dala cielene zasiahnuť.
Vedci z nemeckej univerzity vo Würzburgu prišli s prekvapivým zistením: vitamín B2, známy aj ako riboflavín, môže mať dvojakú úlohu. Tento vitamín, ktorý potrebujeme pre správnu funkciu buniek, zároveň pomáha rakovinovým bunkám prežiť tam, kde by mali zomrieť.
Ľudské telo si vitamín B2 nevie vyrobiť samo a musí ho získať z potravín. Nájdeš ho v mliečnych výrobkoch, vajciach, mäse a zelenej listovej zelenine. Po vstrebaní ho telo premieňa na molekuly, ktoré bunky chránia pred poškodením.
„Vitamín B2 zohráva kľúčovú úlohu pri ochrane rakovinových buniek pred ferroptózou, špeciálnym typom programovanej bunkovej smrti,“ vysvetľuje doktorandka Vera Skafar z výskumného tímu profesora José Pedra Friedmanna Angeliho.
Ferroptóza ničí bunku cez poškodené tuky. Rakovina sa jej však vie brániť
Ferroptózu si môžeš predstaviť ako moment, keď sa bunke začne rozpadávať jej vlastný ochranný obal. Nejde o bežné „vypnutie“ bunky, ale o stav, pri ktorom železo podporí poškodzovanie tukov v bunkových membránach. Keď sa takýchto poškodených tukov nahromadí príliš veľa, bunka už nedokáže škody opraviť a spustí sa jej kontrolovaný zánik.
Pri rakovine je to mimoriadne zaujímavé, pretože nádorové bunky žijú pod veľkým stresom. Rýchlo rastú, menia metabolizmus a neustále balansujú na hrane poškodenia. Aby prežili, budujú si silnejšie ochranné systémy, ktoré im pomáhajú neutralizovať oxidačný tlak. Jedným z týchto obranných prvkov je proteín FSP1, ktorý funguje ako poistka proti ferroptóze.
Práve tu vedci narazili na vitamín B2. Keď v bunkových modeloch obmedzili jeho dostupnosť alebo narušili jeho premenu na dôležitý kofaktor FAD, ochrana cez FSP1 zoslabla. Rakovinové bunky sa následne stali citlivejšie na ferroptózu. Inými slovami, vedci neútočili priamo na nádor, ale na jeden z mechanizmov, ktorý mu pomáha prežiť.
Neprehliadni
Vedci skúsili napodobniť vitamín B2. Rakovinovým bunkám tým zobrali časť ochrany
Problém je v tom, že jednoducho odstaviť metabolizmus vitamínu B2 nie je možné bez rizika zásahu do zdravých buniek. Vedci preto testovali alternatívne riešenie, látku, ktorá sa vitamínu B2 podobá a dokáže narušiť jeho metabolickú dráhu.
„Ukázalo sa, že roseoflavín spúšťa ferroptózu už v nízkych koncentráciách,“ hovorí profesor Friedmann Angeli. „Naše experimenty ukazujú, že tento koncept je uskutočniteľný.“
Roseoflavín je prírodná látka, ktorú produkujú baktérie a má veľmi podobnú štruktúru ako vitamín B2. V laboratórnych testoch sa ukázal ako účinný pri spúšťaní ferroptózy v rakovinových bunkách.
Laboratórne bunky môžu žiť v podmienkach, ktoré sa ľudskému telu vôbec nepodobajú
Vedci zároveň odhalili problém, ktorý môže byť pre výskum veľmi dôležitý. Štandardné podmienky pri pestovaní buniek v laboratóriu používajú koncentrácie vitamínu B2, ktoré sú výrazne vyššie ako jeho hladiny v ľudskej plazme. To môže skresľovať výsledky výskumov a maskovať skutočný vplyv nedostatku tohto vitamínu na rakovinové bunky.
Keď výskumníci znížili množstvo vitamínu B2 na fyziologické úrovne, pozorovali výrazné zmeny v množstve proteínu FSP1 aj v citlivosti buniek na ferroptózu. To naznačuje, že aj menšie výkyvy v dostupnosti vitamínu B2 môžu ovplyvniť obranyschopnosť rakovinových buniek.
Vitamín B2 nie je jediná živina, ktorá rozhoduje o obrane buniek pred ferroptózou
Toto zistenie je dôležité aj preto, že pri ferroptóze nejde len o samotné gény. Bunka môže mať zapísaný návod na výrobu ochranného proteínu, no ak jej chýba správna surovina, výsledok nemusí fungovať. Podobný princíp vedci poznajú pri seléne a enzýme GPX4, ktorý patrí medzi hlavné brzdy ferroptózy.
GPX4 potrebuje selén na to, aby sa správne vytvoril a dokázal hasiť poškodenie tukov v bunkových membránach. Pri FSP1 teraz výskumníci ukazujú podobnú logiku, len s inou živinou. Vitamín B2 sa v bunke premieňa na FAD, ktorý pomáha FSP1 udržať stabilný tvar a funkciu. Bez neho sa tento ochranný proteín začne správať ako zle poskladaná súčiastka, ktorú bunka radšej pošle na likvidáciu.
Inými slovami, rakovinová bunka nemusí byť zraniteľná len preto, že jej vypneš nejaký gén. Niekedy stačí zasiahnuť látku, od ktorej závisí funkčnosť jej obranného systému. A práve preto môže byť metabolizmus vitamínu B2 taký zaujímavý cieľ pre ďalší výskum ferroptózy.
Roseoflavín útočí na dráhu, ktorú rakovinová bunka potrebuje aj na vlastné prežitie
Pri roseoflavíne je zaujímavé najmä to, že nejde len o jednoduché vypnutie jedného proteínu. Táto látka sa podobá na vitamín B2, a preto vstupuje do tej istej metabolickej trasy, ktorú bunka bežne používa na výrobu dôležitých molekúl FAD a FMN. Práve v tom môže byť jej sila. Rakovinová bunka sa nemôže tejto dráhy len tak zbaviť, pretože ju potrebuje aj na vlastné fungovanie.
Ak by sa bunka pokúsila roseoflavínu brániť tým, že zmení transport alebo spracovanie vitamínu B2, mohla by si tým zároveň poškodiť vlastnú výrobu FAD. A bez FAD sa oslabuje aj ochranný proteín FSP1, ktorý jej pomáha prežiť oxidačný stres. Inými slovami, bunka by síce mohla uniknúť jednej hrozbe, ale zároveň by si podkopala systém, na ktorom sama stojí.
Ferroptóza nemusí rozhodovať len pri rakovine. Rovnaký proces môže poškodzovať aj mozog či transplantované orgány
Ferroptóza pritom nie je problém len pri rakovine. V nádoroch ju vedci často chcú podporiť, pretože môže pomôcť zničiť bunky, ktoré si vybudovali silnú ochranu pred poškodením. V iných situáciách však môže byť ten istý proces nebezpečný. Ak sa rozbehne v mozgu, pri poškodení tkaniva po nedokrvení alebo po transplantácii orgánu, môže prispieť k zániku buniek, ktoré by sme naopak chceli zachrániť.
Práve preto je tento objav citlivý. Nehovorí, že vitamín B2 je dobrý alebo zlý. Ukazuje skôr to, že bunky ho využívajú ako súčasť hlbšieho ochranného systému. V rakovinovej bunke môže takáto ochrana predstavovať problém, pretože jej pomáha prežiť. V zdravej bunke však môže byť rovnaký mechanizmus dôležitý na obranu pred oxidačným poškodením.
Výskumný tím sa preto teraz sústredí na vývoj látok, ktoré by dokázali cielene zasiahnuť metabolizmus vitamínu B2 v nádorových bunkách a následne ich otestovať v predklinických modeloch rakoviny. Až ďalší výskum ukáže, či sa z tejto myšlienky stane reálna liečebná stratégia. Zatiaľ však platí zaujímavý paradox: látka, ktorú telo potrebuje na ochranu buniek, môže v nesprávnom kontexte chrániť aj bunky, ktorých sa organizmus potrebuje zbaviť.
