Neue Rolle von Metaboliten im Zellstoffwechsel entdeckt

Einer Studie zufolge haben Forscher unter der Leitung von Issam Ben-Sahra, Ph.D., außerordentlicher Professor für Biochemie und Molekulargenetik, herausgefunden, wie der Zellstoffwechsel als Reaktion auf Veränderungen im Pyrimidinspiegel schwankt, Metaboliten, die von Zellen zur Herstellung von DNA und RNA verwendet werden veröffentlicht In Wissenschaft.

In der Studie verwendeten die Forscher Metabolomik und CRISPR-Cas9-Genombearbeitung, um die Pyrimidinsynthese in menschlichen Gebärmutterhalskrebszellen der HeLa-Zelllinie gezielt zu hemmen. Sie fanden heraus, dass sinkende Pyrimidinspiegel in den Zellen auch die Glukoseoxidation verringern, also die Fähigkeit der Zelle, Glukose in den Mitochondrien abzubauen und in ATP umzuwandeln, das von der Zelle als Energie genutzt wird.

„Wenn wir Nahrung zu uns nehmen, gelangt Glukose in die Zellen und wird von den Mitochondrien im Rahmen des Krebszyklus oxidiert, der für die Verstoffwechselung von Glukose unerlässlich ist. Wir haben eine unbekannte Rolle von Pyrimidinen entdeckt, da sie für die Aufrechterhaltung dieses Glukoseoxidationsprozesses erforderlich sind“, so Ben-Sahra sagte.

Insbesondere fanden die Wissenschaftler heraus, dass Pyrimidine die Aktivität eines Enzyms namens Pyruvatdehydrogenase aufrechterhalten, das den Krebszyklus bei der Freisetzung von in Nährstoffen gespeicherter Energie unterstützt und auch die Fähigkeit der Zelle, durch die Differenzierung von Präadipozyten Lipide zu bilden, unterstützt.

„Wir zeigen, dass Pyrimidine erforderlich sind, um die Differenzierung dieser stammzellähnlichen Fettzellen namens Preadipozyten in Fettzellen aufrechtzuerhalten. Wenn Sie also die Pyrimidinsynthese verringern, verringert sich die Fähigkeit dieser Zellen, Fettzellen zu bilden“, so Ben-Sahra sagte.

Laut Ben-Sahra könnten die Ergebnisse dazu beitragen, neue Therapiestrategien zu entwickeln, die auf die Pyrimidinsynthese in menschlichen Zellen abzielen, mit dem Ziel, die Häufigkeit von Fettzellen und überschüssigem Fettgewebe zu verringern, was zu schlechten Gesundheitsergebnissen und der Entwicklung von Stoffwechselerkrankungen führen kann.

Frühere Arbeiten haben auch gezeigt, dass die Hemmung der Pyrimidinsynthese dazu beitragen kann, das Tumorwachstum zu verringern, und Pyrimidinsynthesehemmer werden derzeit in klinischen Studien zur Krebsbehandlung getestet, fügte Ben-Sahra hinzu.

„Rückblickend wäre es interessant zu sehen, ob Patienten, denen diese Hemmstoffe zur Krebsbekämpfung verabreicht werden, möglicherweise auch an Gewicht verlieren“, sagte er.

Umakant Sahu, Ph.D., und Elodie Villa, Ph.D., beide Postdoktoranden im Ben-Sahra-Labor, waren Co-Erstautoren der Studie.