Chi è
Otto Heinrich Warburg 1883 ~ 1970

Fisiologo tedesco. Si è laureato all'Università di Berlino e Heidelberg. Professore all'Università di Berlino e direttore della ricerca presso il Kaiser Wilhelm Physiology Research Center (1931 ~ 1970).
Warburg ha studiato il metabolismo dei tumori e la respirazione delle cellule, in particolare le cellule tumorali, e nel 1931 è stato insignito del Premio Nobel per la fisiologia per la sua scoperta della natura e della modalità di azione dell'enzima respiratorio.
“Il cancro, soprattutto le altre malattie, ha innumerevoli cause secondarie. Ma, anche per il cancro, c'è solo una causa principale. Riassumendo in poche parole, la causa principale del cancro è la sostituzione della respirazione di ossigeno nelle normali cellule del corpo con una fermentazione di zucchero ".
: Il cancro deve essere interpretato come una disfunzione mitocondriale. - Otto H. Warburg

Il cancro è una malattia metabolica.

L '“effetto Warburg” è un contenuto importante che descrive i processi metabolici delle cellule cancerose che sono differenti dalle cellule normali.

Il corpo umano utilizza una fonte di energia di base chiamata ATP (adenosina trifosfato) per svolgere l'attività fisica. Questi ATP sono sostanze che vengono decomposte attraverso processi metabolici ingerendo carboidrati, grassi, ecc.

Il motivo per cui abbiamo bisogno di ossigeno è generare ATP. Le cellule normali producono il 95% di ATP tramite processi metabolici chiamati fosforilazione ossidativa mitocondriale. Il restante 5% è ottenuto tramite sistemi fosfato-creatina (sistema ATP-PCr) o glicolisi che produce molto acido lattico.

Le cellule cancerose, d'altra parte, producono più del 50% dell'ATP necessario attraverso la glicolisi. Nonostante la presenza di ossigeno, utilizzando la glicolisi per produrre una grande quantità di ATP, è l'effetto Warburg scoperto dal dottor Warburg nel 1924.

Il dottor Warburg ha affermato che il ceppo mitocondriale è la causa dell'effetto Warburg, che causa il cancro.

Prof. Peter L. Pedersen

  1. Dopo il dottor Warburg, poiché le teorie che cercano le cause del cancro dalla variazione genica sono state mainstream della ricerca sul cancro, la teoria del metabolismo del cancro è stata inserita in un gruppo marginale.
  2. Nel 1960 c'erano ricercatori che erano di nuovo interessati allo studio di Warburg. Uno dei principali studiosi è Peter L. Pedersen, discepolo del grande biochimico Albert Lehninger Ph.D. Ha svolto ricerche sul processo di metabolismo energetico cellulare presso la Johns Hopkins University Medical School dal 1968 ad oggi.
  3. Il team di ricerca di Pedersen ha identificato diversi meccanismi di azione nei processi metabolici del cancro.
  4. In particolare, hanno identificato che Hexokinase 2 (HK2) gioca un ruolo importante nell'Effetto Warburg e HK2 ha una relazione molto stretta con la proteina VDAC (Voltage Dependent Anion Channel) nella membrana esterna mitocondriale.

Differenza tra metabolismo energetico delle cellule normali e cancerose

La figura seguente mostra il metabolismo energetico delle cellule normali e delle cellule tumorali.
Mentre le cellule normali creano il 95% dell'ATP totale utilizzando l'ossigeno nei mitocondri, come l'immagine in basso a destra, le cellule cancerose creano circa il 60% dell'ATP attraverso la glicolisi, che crea una grande quantità di acido lattico.

Scoperte chiave sul metabolismo delle cellule cancerose

La figura seguente è un diagramma di flusso che mostra i processi metabolici della glicolisi.
Dal primo stadio, l'esochinasi è coinvolta come enzima in cui il glucosio viene modificato in lattato attraverso il piruvato.
HK2 ha anche una stretta associazione con una proteina, denominata "VDAC", nella membrana mitocondriale esterna.
(VDAC = canale anionico dipendente dalla tensione)

Rif: Nakashima, Mangan, Colombini e Pedersen Biochemistry, 1986
HK2 previene l'apoptosi delle cellule tumorali disturbando il VDAC che reagisce con Bax, Bad, BCL-XL, ecc.
Rende immortali le cellule tumorali, a differenza delle cellule normali.

La figura seguente mostra un Super Complesso con un VDAC associato all'ATP Synthasome, che produce ATP nei mitocondri.
Per le cellule tumorali, puoi vedere che l'HK2 è combinato a stretto contatto con il VDAC.

Mitocondri normali

Mitocondri del cancro

HK2 blocca la normale funzione di VDAC per innescare l'apoptosi.

Scoperte chiave sul metabolismo delle cellule cancerose

Quello che segue è un riepilogo del ruolo di HK2 nelle cellule tumorali

  1. Diminuisce l'inibizione del prodotto di G-6-P.
  2. Aumenta l'accesso al substrato, ATP.
  3. Genera grandi quantità di G-6-P, un precursore di tutti i mattoni cellulari.
  4. Sopprime l'apoptosi facilitando l'immortalizzazione cellulare.
  5. Sopprime l'infiammazione.

    Questo è il motivo per cui siamo preoccupati per il trattamento del cancro mirato a HK2.

Trattamento del cancro

Terapia standard

Terapia assistiva