Az arginin egy olyan aminosav, amelyet a szervezetünk képes előállítani, és bőségesen megtalálható az általunk fogyasztott halakban, húsokban és diófélékben. A Science Advances című szakfolyóiratban megjelent legújabb kutatás azonban kiderítette, hogy az arginin a rákos sejtek számára is nélkülözhetetlen tápanyag. Ha pedig megvonjuk tőlük ezt a táplálékot, akkor sebezhetőbbé válnak a szervezet természetes immunválaszával szemben.
A Rockefeller Egyetem kutatói megállapították, hogy számos emberi rákbetegség során ez az aminosav korlátozottá válik, ami arra készteti a ráksejteket, hogy alternatív megoldásokat keressenek: amikor az argininszint csökken, manipulálják a rendelkezésükre álló fehérjéket, hogy hatékonyabban vegyék fel az arginint és más aminosavakat. Emellett a növekedésük fenntartása érdekében olyan mutációkat idéznek elő, amelyek csökkentik az argininra való igényüket.
Olyan ez, mintha lenne egy Lego-készletünk, és megpróbálnánk egy szép repülőgépmodellt építeni, de közben kifogynának a megfelelő építőkockák. Ebben az esetben csak úgy tudnánk megépíteni a repülőgépet, ha olyan módosított tervrajzokat készítenénk, amelyek nem igénylik a hiányzó elemeket”
– mondja a tanulmány első szerzője, Dennis Hsu.
Az arginin-rák kapcsolat felfedezése
Sejtszinten az arginin számos folyamatban játszik szerepet, a nitrogénhulladék-elvezetéstől a fehérjeszintézisig. Emellett az is ismert, hogy képes szabályozni a rákra, illetve másfajta immunológiai tényezőkre adott immunreakciókat.
Bizonyították, hogy a Crohn-betegségben, fekélyes vastagbélgyulladásban, gyulladásos bélbetegségben vagy H. pylori-fertőzésben szenvedők gyulladt szöveteiben alacsony lehet az argininszint. Amennyiben ezek a betegek nem kapnak kezelést, nagyobb eséllyel alakul ki náluk gyomor- vagy vastagbélrák.
A kutatók az aminosavakat előállító nukleotidhármasok, a kodonok vizsgálata közben fedezték fel az arginin és a rák szoros kapcsolatát. A Cancer Genome Atlas átfésülése során Hsu a kodonmutációk több ezer esetét dokumentálta, amikor váratlan dolgot vett észre: rákos betegeknél az arginin kodonjai a mutációk során többször tűntek el, mint kellett volna.A jelenség különösen a gyomor- és a vastagbélrákos betegeknél volt kiugró.
Őrült tempóban kezdtek mutálódni, hogy táplálékhoz jussanak
Hsu és szerzőtársai hónapokat töltöttek a laboratóriumban azzal, hogy rákos sejteket tenyésztettek, majd megvonták tőlük az arginint. Az alultáplált rákos sejtek mutálódni kezdtek, és különböző módokon próbáltak hozzáférni az alapvető fontosságú táplálékhoz. Nem mindegyik stratégia vált be. Az egyik sikeres módszer az aminosav transzporter fehérjék mennyiségének növelése volt, hogy a sejtek hatékonyabban tudják felvenni az arginint és más aminosavakat. Ez a metódus azonban nem volt fenntartható, mert csekély argininforrásokat eredményezett, ráadásul nőtt a mutáns gének és a helytelen szerkezetű fehérjék száma.
Egy másik kísérletben a kutatók azt tapasztalták, hogy azon kodonokat érintő mutációk sokasodtak, amelyek a rákos sejtek környezetében gyakrabban megfigyelt aminosavakat állítják elő. Ezek az aminosavak hirtelen kívánatosabbá váltak a rákos sejtek számára, amelyek belőlük próbálták meg előállítani táplálékukat.
Új fegyver a rák ellen
Érdekes módon a kodonok „eltérítése” potenciálisan a rákos sejtek pusztulásához vezetett; az alultáplált sejtek olyan sok mutációt halmoztak fel, hogy gyanússá váltak az immunrendszer számára.A rengeteg mutáció miatt egy csomó abnormális kinézetű fehérje jön létre, amelyeket az immunrendszer nagyobb valószínűséggel azonosít ellenségesnek. Azok az argininhiányos sejtek, amik korábban észrevétlenek voltak, hirtelen feltűnő célpontokká váltak”
– mondta Hsu.
Az eredmények potenciálisan hatással lehetnek az immunterápiára.A rákos sejtek kiéheztetésével talán elősegíthetjük az új mutációk kialakulását, amelyeket aztán az immunrendszer felismerhet”
– összegezte az eredményeket Hsu.