Клетки для получения энергии в виде молекул АТФ потребляют глюкозу и в ходе гликолиза перерабатывают ее в пируват, который, в свою очередь, окисляется в митохондриях — энергопроизводящих клеточных органеллах. Однако раковые клетки используют более интенсивную и быструю разновидность гликолиза, ферментируя глюкозу в молочную кислоту. Предполагалось, что это происходит из-за дефектных митохондрий, однако позднее выяснилось, что эти органеллы у раковых клеток функционируют нормально.
Группа исследователей из онкологического центра Слоуна-Кеттеринга в США обнаружила связь между эффектом Варбурга и ферментом киназой PI3 (фосфоинозитид-3-киназа). Эта молекула играет ключевую роль в так называемом сигнальном пути PI3K/AKT/mTOR, регулирующим рост и размножение клеток, их метаболизм и избегание программируемой клеточной смерти. Когда клетки переходят на метаболизм Варбурга, активность киназы увеличивается, что, в свою очередь, дает клеткам возможность быстро делиться.
Команда специалистов изучила иммунные клетки, которые тоже полагаются на необычную форму метаболизма. Когда в организм проникает инфекция, T-клетки задействуют эффект Варбурга, чтобы быстро делиться. Это переключение контролирует фермент лактатдегидрогеназа A (LDHA), который вырабатывается в ответ на передачу сигналов через путь PI3K. Интересно, что блокирование LDHA отрицательно влияет на активность PI3, что объясняется наличием петли положительной обратной связи между киназой и выработкой АТФ. Петля позволяет иммунным клеткам поддерживать программу борьбы с инфекцией, пока та не будет ликвидирована.
По мнению ученых, схожий механизм задействуется и в раковых клетках, которые таким образом обеспечивают себе непрерывный рост и деление. Результаты исследования указывают на возможность борьбы с опухолями через блокирование LDHA.