Введение
Опухолевые клетки имеют отличительный от здоровых клеток метаболизм, впервые открытый немецким биохимиком Otto Warburg (Warburg et al. 1924; Warburg 1925). С тех пор, особенно в последние десятилетия, метаболизм рака привлек повышенное внимание исследовательского сообщества. Исследования метаболизма раковых клеток расширили наше понимание процессов и значения метаболического перепрограммирования в канцере для опухолевого роста, метастазирования и резистентности к лечению изучением метаболомики (Pavlova and Thompson, 2016).
Существуют две гипотезы, объясняющие клеточное разнообразие (гетерогенность) в опухолях. Первая — это последовательная аккумуляция мутаций в клетках, каждая из которых промотирует тканевое дедифференцирование и регресс к более примитивному фенотипу наряду с способностью к опухолевому росту. Вторая гипотеза — раковые стволовые клетки (CSC) или опухоль-инициирующие клетки (TIC), которые представляют собой стволоподобные клетки со стволовыми свойствами, расположенные на вершине пирамиды и генерирующие высокопролиферативные клетки-потомки (Aguilar—Gallardo and Simon 2013; Pattabiraman and Weinberg 2014). Обе теории не являются взаимоисключающими и могут рассматриваться как взаимосвязанные процессы, поскольку CSC может подвергаться клональному развитию, что приводит к образованию второй, более доминирующей популяции. Кроме того, CSC показывают высокную пластичность, они могут происходить из взрослых стволовых клеток или дифференцированных раковых клеток (Pattabiraman and Weinberg, 2014).
Учитывая, что CSC являются источником раковых клеток, резистентны к терапии и вызывают метастатическую диссеминацию, элиминация их потенциально излечивает пациента навсегда; следовательно, CSC-таргетная терапия станет важной задачей в исследованиях рака (Clevers 2011). В нормальных стволовых клетках плюрипотентные стволовые клетки должны быть метаболически перепрограммированы для функционирования (Mohyeldin et al. 2010; Facucho—Oliveira and St John 2009). Аналогично, CSC подвергаются метаболическим альтерациям, включая митохондриальное дыхание и гликолиз, что имеет решающее значение для их активности (Zou et al. 2016).
Таким образом, метаболические черты CSC могут представлять собой многообещающую мишень для новых терапевтических средств, позволяющих минимизировать рецидивы и метастазы. Однако точные метаболические особенности CSC до сих пор остаются неясными. В частности, не изучена точная функция метаболического перепрограммирования в канцере и лежащие в основе метаболической пластичности процессы. Здесь представлен краткий обзор самых последних исследований и важных открытий в области метаболизма CSC, метаболического перепрограммирования CSC и вариаций метаболических путей. Кроме того, даныпредставления о том, как новые противораковые препараты, таргетирующие метаболизм CSC, могут регулировать путь метаболизма, особенно в CSC.
