La via metabolica che ‘serve’ le cellule tumorali

Nel processo di glicolisi alterato sono prodotte grandi quantità di un composto intermedio che viene dirottato in cammini di sintesi alternativi, utili alla generazione di nuove cellule tumorali

Le cellule tumorali possono innescare una via biochimica alternativa, finora sconosciuta, che ne accelera il metabolismo e porta contemporaneamente all’accumulo di sottoprodotti utili alla generazione di nuove cellule cancerose. A stabilirlo è stata una ricerca condotta da biologi del MIT e della Harvard University che ne danno notizia in un articolo pubblicato suScience.

Il metabolismo del glucosio avviene normalmente in due stadi, il primo dei quali, la glicolisi, è l’unico realizzato dalle cellule tumorali, e su di esso si è focalizzato il nuovo studio. La glicolisi è usualmente considerato un processo lineare in nove passi che converte una molecola di glucosio in due molecole di piruvato, un composto organico con tre molecole di carbonio. Normalmente il piruvato va ad alimentare la seconda fase del metabolismo del glucosio.

“Si dava per certo che questo fosse il modo in cui opera il metabolismo del glucosio. Ma il nostro studio ha mostrato che esiste un’altra modalità secondo cui può operare, e proprio questa sembra in atto nelle cellule che proliferano”, ha osservato Matthew Vander Heiden, che ha coordinato lo studio.

Era noto che le cellule tumorali rimpiazzano un enzima metabolico chiave, la piruvato chinasi, con un altro. Entrambe le versioni di questo enzima, chiamate PKM1 e PKM2 partecipano agli ultimi passi della glicolisi, in particolare alla trasformazione di un composto detto PEP nel prodotto finale piruvato.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che PEP è coinvolto in un meccanismo di feedback finora sconosciuto che bypassa il passo finale della glicolisi: nelle cellule tumorali la PKM2 non è molto attiva e ciò porta all’accumulo di PEP. Questo eccesso di PEP attiva a sua volta un altro enzima, detto PGAM, che catalizza un precedente passo della glicolisi, con un’ulteriore produzione di PEP, secondo un meccanismo di retroazione positiva per cui quanto più PEP la cellula possiede, tanto più ne produce.

Il punto cruciale è che in questo processo la cellula genera grandi quantità di un altro composto che si forma durante un passo intermedio della catena di reazioni. Vander Heiden ritiene che questo composto, il 3-fosfoglicerato, venga dirottato in cammini di sintesi alternativi, come quello per la produzione di DNA, che può andare a far parte di nuove cellule tumorali.

I risultati fanno ipotizzare che farmaci che attivino PKM2 potrebbero essere utili nelle terapie oncologiche: un’elevata attivazione di PKM2 bloccherebbe questo cammino metabolico alternativo, rallentando la produzione del materiale necessario alle nuove cellule tumorali.