Гипоксическая регуляция транспорта глюкозы, анаэробного метаболизма и ангиогенеза при раке: новые пути и мишени для противоопухолевой терапии

Для продолжающегося неконтролируемого роста и пролиферации раковым клеткам необходим постоянный источник метаболической энергии. Ускоренный гликолиз — одна из биохимических особенностей раковых клеток. Недавние исследования показывают, что транспорт и метаболизм глюкозы необходимы для выживания опухолевых клеток после лечения и связаны с неблагоприятным прогнозом. Расщеплению глюкозы в процессе гликолиза предшествует её перенос через клеточную мембрану — лимитирующий скорость этап, осуществляемый белками-переносчиками семейства GLUT/SLC2A, обеспечивающими облегчённый транспорт глюкозы. В опухолях часто наблюдается повышенная экспрессия белков GLUT, особенно GLUT1 и GLUT3, экспрессия которых зависит от гипоксии. В ряде исследований выявлена связь экспрессии GLUT с показателями пролиферации; другие данные указывают на возможное прогностическое значение экспрессии этих белков. В статье повторно рассматривается исходная гипотеза Варбурга и обобщаются результаты недавних клинических и фундаментальных исследований экспрессии белков семейства GLUT при злокачественных опухолях у человека и в клеточных линиях, полученных из опухолей человека. Также рассматриваются связи между генами, экспрессия которых индуцируется гипоксией, переносчиками глюкозы и ангиогенными факторами. Гипоксические опухоли значительно более злокачественны и метастатичны, устойчивы к лучевой и химиотерапии и имеют неблагоприятный прогноз. Открытие чувствительного к кислороду транскрипционного фактора HIF-1 позволило лучше понять молекулярную связь между гипоксией и нарушением регуляции обмена глюкозы. HIF-1 индуцирует экспрессию ряда генов, необходимых для ангиогенеза, например гена фактора роста эндотелия сосудов (VEGF); ангиогенез тесно связан с метастазированием. Эти данные могут помочь усовершенствовать существующие стратегии химиотерапии, сделав лечение онкологических пациентов более обоснованным и персонализированным.