Онкологи получили важные данные о том, как эффект Варбурга вызывает дедифференцировку раковых клеток посредством эпигенетического перепрограммирования. 

Около ста лет назад Отто Варбург впервые описал феномен, при котором раковые клетки производят энергию преимущественно с помощью очень активного гликолиза, а не кислородного дыхания, несмотря даже богатую кислородом среду. Этот феномен получивший в последствие название «эффект Варбурга, продолжает оставаться фундаментальным элементом в понимании метаболизма раковых клеток и ключевым фактором в выявлении опухолей с помощью позитронно-эмиссионной томографии.

Теперь онкологи установили, как именно это влияет на поведение раковых клеток и результаты лечения.

Эффект Варбурга представляет собой митохондриальную дисфункцию, которая запускает метаболическое перепрограммирование раковых клеток.

При повреждении митохондрии перестают функционировать в обычном режиме, что запускает цепочку метаболических изменений в клетках. Это перепрограммирование не просто изменяет процесс производства энергии, но и оказывает значительное влияние на эпигенетический механизм клеток.

Эти эпигенетические изменения приводят к дедифференцировке, когда специализированные зрелые клетки возвращаются к менее специализированному стволовому состоянию. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку позволяет раковым клеткам быстро размножаться и противостоять традиционным методам лечения, что приводит к агрессивному росту опухоли и повышению злокачественности.

Более того, недавние исследования показали, что по мере старения клеток в митохондриальной ДНК накапливаются мутации, что усугубляет митохондриальную дисфункцию. Накопление мутаций напрямую связано с метаболическими сдвигами, которые способствуют развитию злокачественного фенотипа.

Связав метаболические изменения с эпигенетическими модификациями, ученые получили полную картину того, как дисфункция митохондрий, вызванная эффектом Варбурга, приводит к изменениям в экспрессии генов и поведении клеток с помощью эпигенетических механизмов.

Haowen Jiang et al, The Warburg effect drives dedifferentiation through epigenetic reprogramming, Cancer Biology & Medicine (2024). DOI: 10.20892/j.issn.2095-3941.2023.0467