Kanser Hücrelerinin Metabolik İhtiyaçları ve Bağımlılıkları

Özet

Kanser, hücrelerin aşırı ve zamansız çoğalmalarına yol açan metabolik ve davranışsal değişiklikler geçirdikleri, çok basamaklı bir süreçtir. Kanserli hücrelerin gelişmesi için hücrelerde sinyalizasyon, apoptozis ve sınırlı bölünme mekanizmalarının bozulması gerekmektedir. Normal hücreler dinlenme safhasında sadece enerji üretirken prolifere olan hücreler enerji üretiminin yanında makro molekülleri sentezlemeli ve hücresel redoks dengesini korumalıdırlar. Kanser hücreleri, atipik metabolik özellik gösterir. Hızlı prolifere olan tümörler, bir molekül glikozdan elde edilecek ATP miktarının çok az olmasına rağmen glikozu aerobik ortamda laktata dönüştürmektedir. Kanser hücrelerinin bu özelliği "Warburg Etkisi" olarak adlandırılmaktadır. Bu etki artmış glikoz alımı sayesinde nükleozitlerin ve aminoasitlerin üretimine katkıda bulunmakta ve enerji üretimi için hızlı bir yol oluşturmaktadır. Glikozun artan alımı ve tercihi katabolizmasının laktat yönünde olmasının biyokütle birikimini desteklemeye ve prolifere olan hücrelerde redoks dengenin korunmasına yönelik olduğu ileri sürülmektedir. Glikoz metabolizmasının bu şekilde yönlendirilmesi, glikozun spesifik membran ve laktat taşıyıcıları ile glikolitik yolağın çoğu ara ürününün aşırı ekspresyonuyla, aynı zamanda glikozun laktata dönüşmesinde görev alan sorumlu enzimlerin de artışı ile sağlanmaktadır. Glikolizis çeşitli glikolitik ara ürünlerinin substrat olarak görev yaptığı diğer birçok metabolik yolakla bağlantılıdır. Yüksek glikoz alımında glikolitik yolaktan dallanmış biyosentetik ara yollara glikolitik metabolitlerin akışı önemli ölçüde artmaktadır. Bu derlemenin amacını kanser hücrelerinin sahip olduğu metabolik özelliklerin ortaya konarak tedavide hedef alınabilecek ara ürünlerin ve metabolitlerin açıklanması oluşturmaktadır.

Abstract

Cancer is a multistep disease leading normal cells to proliferate excessively in a timeless manner and to switch their metabolic activity. Corrupted signalling, apoptosis, and limited cell division is required for cancer cell growth. Normal resting cells should produce only ATP whereas proliferating cells should synthesize not only ATP but also macromolecules and protect cellular redox balance. It has been reported that cancer cells indicate atypical metabolic properties. Altough only a little ATP is obtained from the conversion of glucose to lactate, rapidly proliferating tumors convert glucose to lactate even in aerobic conditions. This feature of cancer cells are named as "Warburg effect". Enhanced glucose intake due to these effects contribute to the production of amino acids and nucleosides and quickly create a path for energy production. Increased intake of glucose and its preferred catabolism to lactate have been suggested to support biomass generation and to protect redox balance in proliferating cells. Branched glucose metabolism is provided with overexpression of glucose spesific membrane and lactate transporters moreover it is provided with expression of the enzymes which responsible for the conversion of glucose to lactate. Glycolysis is related to many pathways in which it serves as a substrate of various glycolytic intermediates. The flow of glycolytic metabolites to glycolysis diverted pathways increase significantly in high glucose intake. The aim of this review is to determine potential target for cancer treatment by assessing metabolic feature of cancer cells.