Злокачественные клетки зависят от внешних поставок липидов по очевидной причине — потому что не могут обеспечить ими себя сами.

Известно, что жир делает рак опаснее: например, холестерин помогает раку груди метастазировать, и если уровень плохого холестерина понизить специальными препаратами (статинами), можно сделать опухоль менее агрессивной. Раковые клетки, как известно, чрезвычайно активно делятся, а делящимся клеткам нужно формировать клеточные мембраны, состоящие из различных липидов, и если их ограничить в липидах, опухоль будет расти медленнее.

Клетки рака кожи. (Фото: ZEISS Microscopy / Flickr.com) 

При этом раковые клетки поглощают много жиров извне, хотя, как и у любых клеток, у них есть все инструменты, чтобы самим синтезировать большую часть липидов. Сотрудники Колумбийского университета и их коллеги из Массачусетского технологического института объясняют потребность раковых клеток во внешних жирах тем, что им не хватает кислорода. Кислород нужен, чтобы извлекать энергию из питательных веществ, но не только. Косвенным образом он участвует в синтетических биохимических реакциях, благодаря которым клетка получает строительные молекулы — из них она создаёт внутриклеточные органеллы и сложные молекулярные комплексы.

Как именно здесь задействован кислород? Он не в одиночку окисляет питательные вещества, вместе с ним работают множество клеточных молекул. Среди них есть кофермент NAD (НАД, никотинамидадениндинуклеотид). NAD принимает и отдаёт электроны в окислительно-восстановительных реакциях, которые в результате дают клетке энергию. Но тот же NAD в своей окисленной форме (то есть NAD⁺), нужен в некоторых синтетических реакциях — например, в реакциях синтеза липидов. Когда кислорода мало, уровень NAD⁺ падает, соответственно, клетка синтезирует меньше липидов. А опухоли, как было сказано, живут в хронической гипоксии (хотя многие из них пытаются справиться с недостатком кислорода, формируя внутри себя кровеносные сосуды). Будучи не в состоянии насинтезировать себе достаточно липидов, злокачественная клетка начинает поглощать их извне. Вот так и получается, что опухоль любит, когда вокруг неё много жира.

В статье в Nature Metabolism исследователи описывают эксперименты, в которых они искусственным образом стимулировали в раковых клетках биохимические реакции, дававшие клеткам свои липиды — и клетки в результате начинали активно делиться. Если же к клеткам просто добавляли питательные вещества, то они делились с той же скоростью, что и раньше. Иными словами, дело было не в том, что им не хватало еды, им были нужны именно добавочные липиды. По словам авторов работы, примерно треть всего поглощаемого кислорода нужна раковым клеткам не для добывания энергии, а для синтеза жиров.

Существует много разных видов злокачественных опухолей, и ещё предстоит понять, какие из них больше любят «внешние жиры», какие меньше. Зная биохимические подробности того, как раковые клетки распоряжаются кислородом, можно создать более эффективные схемы лечения, которые били бы по их больному месту — по неспособности обеспечить себя достаточным количеством липидов.