Qui est
Otto Heinrich Warburg 1883 ~ 1970
Physiologiste allemand. Il est diplômé de l'Université de Berlin et d'Heidelberg. Professeur à l'Université de Berlin et directeur de recherche au Kaiser Wilhelm Physiology Research Center (1931 ~ 1970).
Warburg a étudié le métabolisme des tumeurs et la respiration des cellules, en particulier des cellules cancéreuses, et en 1931 a reçu le prix Nobel de physiologie pour sa découverte de la nature et du mode d'action de l'enzyme respiratoire.
«Le cancer, par-dessus toutes les autres maladies, a d'innombrables causes secondaires. Mais, même pour le cancer, il n'y a qu'une seule cause principale. Résumée en quelques mots, la principale cause du cancer est le remplacement de la respiration de l'oxygène dans les cellules normales du corps par une fermentation du sucre.
: Le cancer doit être interprété comme un dysfonctionnement mitochondrial. - Otto H. Warburg
Le cancer est une maladie métabolique.
L '«effet Warburg» est un contenu important qui décrit les processus métaboliques des cellules cancéreuses qui sont différentes des cellules normales.
Le corps humain utilise une source d'énergie de base appelée ATP (adénosine triphosphate) pour faire de l'activité physique. Ces ATP sont des substances décomposées par des processus métaboliques en ingérant des glucides, des graisses, etc.
La raison pour laquelle nous avons besoin d'oxygène est de générer de l'ATP. Les cellules normales produisent 95% d'ATP via des processus métaboliques appelés phosphorylation oxydative mitochondriale. Les 5% restants sont fabriqués par un système phosphate-créatine (système ATP-PCr) ou par glycolyse qui produit beaucoup d'acide lactique.
Les cellules cancéreuses, en revanche, produisent plus de 50% de l'ATP nécessaire à la glycolyse. Malgré la présence d'oxygène ils utilisent la glycolyse pour produire une grande quantité d'ATP, c'est l'effet Warburg découvert par Dr Warburg en 1924.
Dr Warburg a affirmé que la souche mitochondriale est la cause de l'effet Warburg, qui cause le cancer.
Prof. Peter L. Pedersen
D'après Dr Warburg, étant donné que les théories recherchant les causes du cancer à partir de la variation génétique ont été le courant dominant de la recherche sur le cancer, la théorie du métabolisme du cancer a été poussée dans un groupe marginal.
En 1960, il y avait des chercheurs qui s'intéressaient à nouveau à l'étude de Warburg. L'un des principaux chercheurs est Peter L. Pedersen, un disciple du grand biochimiste Albert Lehninger Ph.D. Il a étudié le processus du métabolisme énergétique cellulaire à la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins de 1968 à aujourd'hui.
L’équipe de recherche de Pedersen a identifié plusieurs mécanismes d’action dans les processus métaboliques du cancer.
En particulier, ils ont identifié que l'hexokinase 2 (HK2) joue un rôle important dans l'effet Warburg, et HK2 a une relation très étroite avec la protéine VDAC (Voltage Dependent Anion Channel) dans la membrane externe mitochondriale.
Différence entre le métabolisme énergétique normal et celui des cellules cancéreuses
La figure suivante montre le métabolisme énergétique des cellules normales et des cellules cancéreuses.
Alors que les cellules normales créent 95% de l'ATP total en utilisant l'oxygène dans les mitochondries, comme l'image en bas à droite, les cellules cancéreuses créent environ 60% d'ATP par la glycolyse, ce qui crée une grande quantité d'acide lactique.
Découvertes clés sur le métabolisme des cellules cancéreuses
La figure suivante est un organigramme montrant les processus métaboliques de la glycolyse.
Dès la première étape, l'hexokinase est impliquée en tant qu'enzyme dans laquelle le glucose est transformé en lactate par le pyruvate.
HK2 a également une association étroite avec une protéine, appelée «VDAC», dans la membrane mitochondriale externe.
(VDAC = canal anionique dépendant de la tension)
Réf: Nakashima, Mangan, Colombini et Pedersen Biochemistry, 1986
HK2 empêche l'apoptose des cellules cancéreuses en perturbant le VDAC réagissant avec Bax, Bad, BCL-XL, etc.
Cela rend les cellules cancéreuses immortelles, contrairement aux cellules normales.
La figure suivante montre un super complexe avec un VDAC associé à l'ATP Synthasome, qui produit de l'ATP dans les mitochondries.
Pour les cellules cancéreuses, vous pouvez voir que le HK2 est combiné en contact étroit avec le VDAC.
Mitochondries normales
Cancer des mitochondries
HK2 bloque la fonction normale du VDAC pour déclencher l'apoptose.
Découvertes clés sur le métabolisme des cellules cancéreuses
Ce qui suit est un récapitulatif du rôle de HK2 dans les cellules cancéreuses
Diminue l'inhibition du produit par le G-6-P.
Augmente l'accès au substrat, ATP.
Génère de grandes quantités de G-6-P, un précurseur de tous les éléments constitutifs des cellules.
Supprime l'apoptose facilitant l'immortalisation cellulaire.
Supprime l'inflammation.
C'est pourquoi nous sommes préoccupés par le traitement du cancer ciblé sur HK2.
Traitement du cancer
Thérapie standard
