به گزارش بنیان به نقل از medicalxpress، همه سلول ها برای تضمین بقایشان نیازمند تولید انرژی هستند اما سلول های سرطانی برای رشد و تکثیر سریع تر به میزان بیشتری انرژی نیاز دارند. درک این که انواع سلول ها چگونه انرژی خود را تامین می کنند یک زمینه تحقیقاتی جذاب است که می تواند منجر به ایجاد داروهای جدیدی شود که فرایند متابولیسمی آن ها را مختل کند یا این که تقویت کند. متابولیسم نقش مهمی را در پاسخ دهی سلول های ایمنی در برابر پاتوژن هایی مانند ویروس ها، باکتری ها و هم سلول های خود بیمار که دچار تغییر شده و سرطانی شده اند، بازی می کند. ارتباط بین متابولیسم سلول ها و عملکرد آن ها سال ها به صورت ناشناخته باقی مانده بود.

در مطالعه ای جدید محققین نشان داده اند که لاکتات به عنوان محصول نهایی متابولیسم، عملکرد سلول های ایمنی موسوم به ماکروفاژها را تغییر می دهد و به موجب آن به نوعی سیم کشی یا مدار بندی آن را عوض نموده و موجب بروز رفتاری متفاوت از آن می شود. تقریبا 90 سال پیش فیزیولوژیست و پزشک آلمانی به نام اتو واربورگ این سوال را مطرح کرد که چرا برخی از سلول ها مواد غذایی را به طور متفاوتی مصرف می کنند. او می دانست که سلول های طبیعی از اکسیژن و فسفریلاسیون اکسیداتیو برای تبدیل مواد غذایی به انرژی استفاده می کنند. اما در مورد سلول های سرطانی آن ها ترجیح می دهند که انرژی مورد نیازشان را از طریق گلیکولیز و تجزیه گلوکز تامین کنند. این فرایند را اثر واربورگ (Warburg effect) می نامند. کشف این اثر منجر به دریافت جایزه نوبل 1931 برای واربورگ شد. لاکتات به عنوان محصول نهایی اثر واربورگ سال ها به عنوان محصول متابولیکی زاید در نظر گرفته می شود. مطالعات اخیر نشان داده است که لاکتات می تواند عملکرد بسیاری از انواع سلول ها از جمله سلول های ایمنی و سلول های بنیادی را تنظیم کند و بنابراین تنها یک ماده زائد محسوب نمی شود و ممکن است یک تنظیم کننده کلیدی عملکردهای سلولی در بیماری های مرتبط با واربورگ باشد.

در این مطالعه جدید محققین نشان داده اند که لاکتیلاسیون هیستونی واحدهای ساختاری DNA‌را تغییر داده و منجر به تغییراتی در ترکیب ژن ها بیان شده و عملکرد ماکروفاژها می شود. تولید لاکتات بوسیله ماکروفاژها بوسیله آلودگی باکتریایی یا شرایط هیپوکسی تومورها ایجاد می شود که هر دو گلیکولیز را تحریک می کنند. با استفاده از سیستم مدل ماکروفاژهای تحریک شده با باکتری، محققین دریافتند که لاکتیلاسیون هیستونی سلول ها را از حالت پیش التهابی و ضد باکتریایی موسوم به M1 به حالت ضد التهابی و ترمیمی M2 تبدیل می کند. در پاسخ به عفونت باکتریایی، ماکروفاژها باید سریعا با مواد پیش التهابی واکنش دهند تا باکتری را بکشند و سلول های ایمین را به جایگاه عفونت فرا بخوانند. طی این فرایند، ماکروفاژها به گلیکولیز هوازی روی می آورند که از تولید مواد ایمنی پیش التهابی مانند سیتوکین ها حمایت می کند. با این حال با گذشت زمان، این تغییر متابولیکی موجب افزایش لاکتات نیز می شود که منجر به تحریک لاکتیلاسیون هیستونی و تحریک بیان ژن های تثبیت کننده ای می شود که ممکن است آسیب رخ داده طی عفونت را ترمیم کنند. اگرچه این ماکروفاژ M2 ممکن است آسیب کنترل را طی عفونت کنترل کند، حضور آن در تومور موجب رشد، متاستاز و سرکوب ایمنی در تومور می شود. یافته های این مطالعه نشان می دهد که لاکتات بالا و سطح لاکتیلاسیون هیستونی در ماکروفاژها ممکن است در تشکیل تومور و پیشرفت آن نقش داشته باشد.

پایان مطلب/