Эффект Варбурга: неотъемлемая часть метаболической перестройки и центральный фактор прогрессирования рака

В начале 1920-х годов Варбург опубликовал экспериментальные данные об усиленном превращении глюкозы в пируват с последующим образованием лактата даже при избытке кислорода (аэробный гликолиз, эффект Варбурга). Он объяснял эту метаболическую особенность нарушением дыхания и считал её универсальным метаболическим изменением при канцерогенезе. С начала 1950-х годов такая интерпретация результатов подвергалась сомнению. Реальные причинные механизмы и последствия эффекта Варбурга были описаны лишь за последние 15 лет и обобщены в настоящей статье. Имеются убедительные доказательства того, что у большинства опухолей митохондрии не имеют дефектов. Аэробный гликолиз, ключевая метаболическая особенность фенотипа Варбурга, обусловлен активной метаболической перестройкой, необходимой для поддержания длительной пролиферации раковых клеток и злокачественного прогрессирования. Этот метаболический сдвиг направляется изменённой передачей сигналов от факторов роста, активацией транскрипции HIF-1α в условиях гипоксии или нормоксии, активацией онкогенов либо утратой функции генов-супрессоров и реализуется в неблагоприятном микроокружении опухоли. «Эгоистичная» перестройка включает: (а) сверхэкспрессию переносчиков глюкозы и ключевых ферментов гликолиза, ускорение гликолитического потока с последующим накоплением и перенаправлением промежуточных продуктов гликолиза на синтез биомассы раковых клеток; (б) высокоскоростной синтез АТФ, обеспечивающий энергетические потребности; (в) накопление лактата, которое стимулирует прогрессирование опухоли и в значительной степени способствует развитию опухолевого ацидоза, а тот, в свою очередь, синергично поддерживает прогрессирование опухоли и устойчивость к некоторым противоопухолевым методам лечения и ослабляет противоопухолевый иммунитет. В совокупности эффект Варбурга является центральным фактором механизмов прогрессирования рака.