Role of the sialic acids in cancers

Kwasy sjalowe to duża rodzina monocukrów, obejmująca ponad pięćdziesiąt naturalnie występujących pochodnych kwasu neuraminowego – Neu. Po raz pierwszy zostały znalezione w komórkach ssaczych, lecz późniejsze badania wykazały ich obecność także w komórkach bezkręgowców oraz niższych kręgowców. Posiadają dziewięciowęglowy łańcuch oraz ujemny ładunek. Kwasy sjalowe zajmują pozycję końcową w O-glikanach, N-glikanach oraz glikosfingolipidach znajdujących się na powierzchni komórki. Najbardziej znanymi kwasami sjalowymi są kwas N-acetyloneuraminowy (Neu5Ac) występujący w ludzkich komórkach oraz kwas N-glikoliloneuraminowy (Neu5Gc). Kwasy sjalowe wpływają na właściwości biologiczne oraz fizykochemiczne makrocząsteczek, takie jak lepkość, ładunek czy konformacja oraz na procesy takie jak wzrost, różnicowanie, migracja oraz apoptoza. Wpływają również na oddziaływanie międzykomórkowe i oddziaływanie komórek z matriks zewnątrzkomórkową (ECM). Kwasy sjalowe tworzą wiązania α2,3 oraz α2,6 z galaktozą (Gal) oraz N-acetylogalaktozaminą (GalNAc) oraz wiązania α2,8 z innymi kwasami sjalowymi. Proces ten katalizowany jest przez odpowiednie sialotransferazy. Zmienna sialilacja ma ważne znaczenie w komórkach nowotworowych. Koreluje ona między innymi ze złośliwością, metastazą oraz progresją nowotworu, a także wpływa na unikanie apoptozy przez komórki nowotworowe poprzez osłabienie sygnalizacji proapoptycznej. Zmienna ekspresja sialotransferazy ST6Gal I jest obserwowana między innymi w nowotworach piersi, okrężnicy oraz wątroby. Co więcej zmienna sialilacja wpływa na oporność na chemioterapię oraz radioterapię, a także wiąże się ze złą prognozą u pacjentów. Z drugiej strony jest ważnym obiektem badań w celu wykorzystania związków blokujących sialotransferazy lub inne enzymy jako środek terapeutyczny.

Sialic acids comprise a big family of more than 50 natural occuring forms of neuraminic acid which have nine-carbon backbone and electronegative charge. First, sialic acids have been described in mammals, but they are also found in invertebrates and lower vertebrates cells. They are attached to O-glycans, N- glycans and glycosfingolipids on the cell surface. The most common forms of sialic acids are N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) and N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc), but only the first was found in human cells. Sialic acids are terminal components in these sugars. The sialic acids have influence on glycoproteins properties (for example conformation, charge, viscosity) and processes comprising growth, differentiation, apoptosis or transmembrane signaling. The sialic acids linkage with other sugars via an α2,3 and α2,6 bond to galactose (Gal) or N – acetylogalactosamine (GalNAc) or α2,8 to other sialic acids. These bonds arise through a group of sialyltransferases action. Altered sialylation have important role in cancers. Overexpression of specific sialyltransferases correlate with tumor aggressiveness, progression and metastasis. For example abberant expression of sialyltransferase ST6Gal I has been found in colon, breast and liver cancer. Moreover, α2,6-linked sialic acids can render the cells restistance to apoptosis through appropriate receptors and signaling mechanism in cancer cells. Moreover, sialic acids can influence tumor cell behavior through resistant to radiotherapy and chemotherapy of cancer cells. But, on the other hand, sialic acids can be count as therapeutic target, by blocking aberrant sialylation through blocking for example sialyltransferases or other enzymes. This can countreact progression and metastasis in cancer cells.