Zeitschrift für Tumorforschung
Offener Zugang

Abstrakt

Treiber der Neuprogrammierung des Glukose- und Glutaminstoffwechsels in Tumorzellen und ihr Potenzial als Ziel für Krebs

Abraham Nigussie Mekuria und Abraham Degaga Abdi

Bösartige Zellen durchlaufen eine metabolische Transformation, um den Anforderungen von Wachstum und Proliferation gerecht zu werden. Diese metabolische Umprogrammierung gilt als neu auftretendes Kennzeichen von Krebs. Es ist gut belegt, dass die meisten normalen Zellen ihre Energie zunächst durch Glykolyse im Zytosol gewinnen, worauf unter aeroben Bedingungen eine mitochondriale oxidative Phosphorylierung (OXPHO) folgt. Bei Sauerstoffmangel wird jedoch die Energieversorgung durch Glykolyse und nicht durch OXPHO sichergestellt. Krebszellen ziehen es jedoch vor, die Glykolyse auch in Gegenwart von Sauerstoff im Zytosol durchzuführen, ein Phänomen, das erstmals von Otto Warburg beobachtet wurde und heute als „Warburg-Effekt“ oder „aerobe Glykolyse“ bekannt ist. Eine solche Umprogrammierung des Glukosestoffwechsels wurde bei vielen Tumoren nachgewiesen, und eine erhöhte Glykolyse erleichtert die Biosynthese von Biomasse (z. B. Nukleotide, Aminosäuren und Lipide), indem sie glykolytische Zwischenprodukte als Rohstoff bereitstellt. Neben der Dysregulierung des Glukosestoffwechsels ist die metabolische Umprogrammierung in Krebszellen durch abweichenden Lipidstoffwechsel, Aminosäurestoffwechsel, mitochondriale Biogenese und andere bioenergetische Stoffwechselwege gekennzeichnet. Die beiden auffälligsten Merkmale des Tumorzellstoffwechsels sind jedoch der Warburg-Effekt und die Glutaminolyse, die jeweils die Abhängigkeit von Tumorzellen von Glukose und Glutamin zeigen. Die Untersuchung dieser metabolischen Veränderungen würde grundlegende molekulare Ereignisse der Bösartigkeit aufdecken und dazu beitragen, bessere Wege zur Diagnose und Behandlung von Krebs zu finden. Ziel dieser Übersicht war es, die jüngsten Erkenntnisse zu den Treibern der Umprogrammierung des Glukose- und Glutaminstoffwechsels, ihren Wechselwirkungen in Krebszellen und ihrem Potenzial in der Krebstherapie zu bewerten.