Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Tìm kiếm câu trả lời từ tự nhiên cho những câu hỏi phức tạp có thể mang lại những kết quả mới mẻ và chưa từng có, thậm chí có khả năng tác động đến tế bào ở cấp độ phân tử.

Chẳng hạn, tế bào người oxy hóa glucose nhằm tạo ra ATP (adenosine triphosphate) – nguồn năng lượng thiết yếu cho các hoạt động sống. Trong khi đó, tế bào ung thư lại tổng hợp ATP chủ yếu thông qua quá trình đường phân, một cơ chế không phụ thuộc vào oxy ngay cả khi oxy hiện diện đầy đủ trong môi trường. Thay vì tiếp tục chu trình hiếu khí, glucose trong tế bào ung thư được chuyển hóa thành axit pyruvic và sau đó là axit lactic.

Cơ chế sản xuất ATP này, được biết đến với tên gọi hiệu ứng Warburg, được đánh giá là kém hiệu quả về mặt năng lượng. Điều này đặt ra một vấn đề nghiên cứu quan trọng: vì sao tế bào ung thư lại ưu tiên lựa chọn con đường chuyển hóa này để thúc đẩy sự tăng sinh và duy trì sự sống của chúng.

Nhằm tìm kiếm các chất xúc tác năng lượng tiềm năng, nhóm nghiên cứu của Phó Giáo sư Akiko Kojima-Yuasa tại Trường Sau đại học về Khoa học Đời sống và Sinh thái, Đại học Osaka Metropolitan đã tiến hành phân tích ethyl p-methoxycinnamate (một este của axit cinnamic, là thành phần hoạt tính chính trong gừng kencur) và cơ chế tác động của nó. Trong các nghiên cứu trước đó, nhóm nghiên cứu đã xác định rằng ethyl p-methoxycinnamate có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư.

Trên cơ sở phát hiện này, nhóm tiếp tục tiến hành nghiên cứu sâu hơn, bằng cách đưa este của axit cinnamic vào tế bào khối u cổ trướng Ehrlich, nhằm đánh giá những thành phần cụ thể trong con đường chuyển hóa năng lượng của tế bào ung thư bị ảnh hưởng bởi hợp chất này. Kết quả nghiên cứu cho thấy este của axit ức chế quá trình sản xuất ATP bằng cách làm gián đoạn quá trình tổng hợp acid béo de novo và chuyển hóa lipid, thay vì thông qua con đường đường phân như giả thuyết phổ biến trước đó. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng sự ức chế do este này gây ra đã kích thích tăng cường hoạt động đường phân, được xem như một cơ chế thích nghi giúp tế bào tồn tại. Khả năng thích nghi này được giả định là do ethyl p-methoxycinnamate không có khă năng kích hoạt quá trình chết tế bào.

Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng sự ức chế chuyển hóa lipid do este của axit cinnamic gây ra đã kích hoạt sự tăng cường hoạt động của quá trình đường phân, như một cơ chế thích nghi sinh tồn tiềm tàng trong tế bào. Cơ chế thích ứng này được giả thuyết là xuất phát từ đặc tính của ethyl p-methoxycinnamate – vốn không có khả năng cảm ứng quá trình chết tế bào.

Những phát hiện này không chỉ cung cấp sự hiểu biết mới nhằm bổ sung và mở rộng lý thuyết về hiệu ứng Warburg, vốn được xem là khởi điểm của lĩnh vực nghiên cứu chuyển hóa ung thư, mà còn được kỳ vọng sẽ mở ra hướng tiếp cận các mục tiêu điều trị mới, cũng như thúc đẩy sự phát triển của các phương pháp điều trị tiên tiến,” Phó Giáo sư Kojima-Yuasa cho biết.

Nguồn: Sciencedaily.com