Pszczoła, mannoza i nowotwory

Ilustr. Martyna Walerowicz, Midjourney, CC BY-ND 4.0

Mannoza to cukier, którego nienawidzą pszczelarze – jest ona toksyczna dla pszczół. Jednak, dzięki trwającym od kilku lat badaniom, wiemy, że może potencjalnie zostać wykorzystany w terapii przeciwnowotworowej.

Mannoza i mysz

Pierwsze dające nadzieję badania nad wpływem mannozy w terapii przeciwnowotworowej opublikowano w 2018 r. Wtedy zaobserwowano, że omawiany cukier jest pomocny w „głodzeniu” zbuntowanych komórek. Komórki nowotworowe są żarłoczne – zużywają więcej glukozy (to podstawowy związek energetyczny dla większości organizmów) niż zdrowa tkanka, trudno jednak kontrolować poziom tego cukru wyłącznie za pomocą diety. Naukowcy z Cancer Research UK Beatson Institute ponad pięć lat temu odkryli, że podanie mannozy może zmniejszyć ilość cukrów zużywanych przez komórki nowotworowe.

– Guzy wymagają do wzrostu dużo glukozy, zatem zmniejszenie poziomu tego cukru w ciele powinno spowolnić ich wzrost nowotworu. Problem w tym, że zdrowa tkanka także potrzebuje glukozy, więc nie możemy całkowicie usunąć jej z diety. Odkryliśmy, że u myszy mannoza na tyle zmniejsza wchłanianie glukozy, że spowalnia to wzrost nowotworu, jednak ograniczenie nie jest na tyle duże, by zaszkodziło to zdrowym tkankom – mówił w 2018 r. profesor Kevin Ryan. A co wiemy dzisiaj?

Mannoza i nowotwór

Tym razem nad problemem pochyli się badacze z Sanford Burnham Prebys (USA) i Osaka International Cancer Institute. Naukowcy przez długi czas nie wiedzieli, co sprawia, że guzy „nie lubią” mannozy. Zainteresowali się więc pszczołami miodnymi wiedząc, że omawiany cukier podtruwa pszczoły miodne. W naszych organizmach mannoza służy do stabilizowania struktury białek i usprawnia ich wchodzenie w interakcje z innymi molekułami w czasie glikozylacji[1]. Proces ten jest kluczowy dla życia i bierze w nim udział połowa białek w naszych ciałach. Jeśli proces jest zaburzony, to konsekwencje zwykle są opłakane – pojawiają się ciężkie choroby zagrażające życiu.

Czytaj także: Podwodni zapylacze

Hudson Freeze, dyrektor Human Genetics Program w Sanford Burnham Prebys, współautor badań, mówi:

– Dotychczas najbardziej obiecującym sposobem zastosowania mannozy w medycynie było leczenie wrodzonych zaburzeń glikozylacji. Sądzimy jednak, że mannozę można zaangażować do walki z nowotworami i innymi chorobami. Cukier ten może zadać nowotworowi dodatkowy cios. A ponieważ jest naturalnie w naszych ciałach, to nie powinien powodować niepożądanych działań ubocznych.

Naukowiec wyjaśnił też, dlaczego postanowili przyglądnąć się pszczołom miodnym:

Czytaj także: Już jest! Szczepionka dla pszczół

– Od ponad wieku wiadomo, że mannoza jest zabójcza dla pszczół, gdyż ich organizmy nie przetwarzają jej w taki sposób, jak organizm człowieka. Zjawisko to znane jest pod nazwą „syndromu pszczoły miodnej”[2]. Chcieliśmy sprawdzić, czy istnieje związek pomiędzy syndromem pszczoły miodnej a przeciwnowotworowymi właściwościami mannozy.

Jak ciało pszczoły zatruwa się mannozą?

Posiłkując się wiedzą o tym, jak przebiega w ciałach owadów ów „syndrom pszczoły miodnej” naukowcy postanowili spróbować odtworzyć ten proces w komórkach nowotworowych. Badania przeprowadzili z wykorzystaniem rzadkiego ludzkiego nowotworu złośliwego, włókniakomięsaka – pozbawili go enzymu, który metabolizuje mannozę w komórce (wywołali więc to, co zachodzi w ciałach pszczół miodnych). Dzięki temu nowotwór rozwijał się wolniej, bo komórki nie dzieliły się normalnie (nie były w stanie syntezować niektórych elementów DNA) i był bardziej podatne na standardowe leczenie chemioterapią.

Badania nad metabolizowaniem cukrów przez nowotwory może dołożyć cegiełkę do skutecznego zwalczania choroby. Należy jednak pamiętać, że istnieje wiele rodzajów nowotworów i nie wszędzie dodatkowa terapia mannozą będzie dawała satysfakcjonujące rezultaty.

[1] Reakcja łączenia węglowodanów z innymi związkami organicznymi z wytworzeniem wiązania glikozydowego. Produktem glikozylacji są glikozydy, często spotykane w organizmach żywych.

[2] Taka nazwa (ang. honeybee syndrome) rzeczywiście pojawia się w oryginalnym artykule naukowym z 2023 r. Dotyczy reakcji organizmu owada na mannozę. Nie dotyczy syndromu depopulacji rodzin pszczelich.

Źródło:

Badanie 2018: Gonzalez P.S., O’Prey J., Cardac S. i in. Mannose impairs tumour growth and enhances chemotherapy. Nature 563, 719–723 (2018).

Badanie 2023: Yoichiro Harada, Yu Mizote, Takehiro Suzuki, Akiyoshi Hirayama, Satsuki Ikeda, Mikako Nishida, Toru Hiratsuka, Ayaka Ueda, Yusuke Imagawa, Kento Maeda, Yuki Ohkawa, Junko Murai, Hudson Freeze, Eiji Miyoshi, Shigeki Higashiyama, Heiichiro Udono, Naoshi Dohmae, Hideaki Tahara, Naoyuki Taniguchi (2023) Metabolic clogging of mannose triggers dNTP loss and genomic instability in human cancer cells eLife 12:e83870.