Обычный сахар помогает раковым клеткам перемещаться по организму

Фото из открытых источников

Рак может быть подобен убийце в фильме ужасов – может показаться, что его навсегда уничтожили, но потом он снова появляется, чтобы терроризировать. Аналогичным образом, химиотерапия предназначена для уничтожения раковых клеток, но некоторые из них все же выживают после лечения, переходя в состояние, известное как клеточное старение. 

Эти клетки отнюдь не находятся в спящем состоянии, а остаются метаболически активными, высвобождая смесь белков, жиров и других молекул, которые могут изменять форму опухоли и ее окружение, посылая сигналы соседним клеткам. 

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Aging, показало, что один из таких сигналов может быть тем же самым веществом, которое хранится у вас на кухне, и оно, возможно, дает раковым клеткам указание распространяться.

«Наше исследование — одно из первых, демонстрирующих, что питательное вещество — в данном случае фруктоза — может выступать в качестве одного из таких сигналов», — говорит Эйдан Коул из Института Вистара в Филадельфии.

Вот как они это выяснили: команда сосредоточилась на раке яичников, леченном цисплатином, мощным химиотерапевтическим препаратом на основе платины, который обычно вызывает клеточное старение.

Хотя большинство пациентов на начальном этапе хорошо реагируют на лечение, рецидивы распространены, и затем опухоли распространяются по всей брюшной полости. 

Если бы исследователи смогли это понять, это могло бы дать ключ к пониманию того, как предотвратить рецидив рака, ведь именно от этой болезни умирает 90 процентов людей. 

Чтобы определить характер клеточного процесса, исследователи сначала вызвали старение в выращенных в лаборатории клетках рака яичников с помощью цисплатина, а затем собрали культуральную среду, содержащую все молекулы, которые клетки выделили за два дня. 

Воздействие этой среды на необработанные клетки рака яичников не привело к ускорению их деления или повышению устойчивости к клеточной смерти.

Исследователи обнаружили, что это значительно повышало вероятность ослабления связи с соседними клетками и отделения от трехмерных сфероидов, напоминающих опухоли, что является первым критическим шагом в характерном для рака яичников способе распространения.

Когда они подвергли подозрительные белки термической инактивации и отфильтровали их, эффект сохранялся. Таким образом, исследователи смогли исключить хорошо известные сигнальные молекулы, такие как цитокины и факторы роста, которые являются белками.

Это должна была быть гораздо меньшая молекула. 

Метаболический анализ указал на фруктозу. Стареющие клетки потребляли глюкозу, но выделяли повышенное количество фруктозы.

Простое добавление физиологических концентраций фруктозы к нормальной культуральной среде было достаточно для воспроизведения усиленного отслоения клеток, в то время как восстановление уровня глюкозы в значительной степени нивелировало этот эффект.

Затем исследователи изучили метаболический каскад, запускаемый фруктозой. Она действовала не только как топливо; фруктоза изменяла митохондриальный метаболизм, что в конечном итоге снижало выработку холестерина.

Эта потеря холестерина имела важное последствие, поскольку он помогает стабилизировать клеточные мембраны и закрепляет клетки друг с другом и с окружающими тканями. При меньшем количестве холестерина в мембранах раковые клетки становились менее адгезивными и с большей вероятностью могли оторваться.

Исследователи впервые обнаружили это отслоение в культуре клеток, но изучили этот процесс и на мышах.

У мышей, которым имплантировали клетки рака яичников, при лечении материалом стареющих клеток развивалось значительно больше метастатических опухолей, чем при лечении тем же материалом из нормальных клеток, несмотря на отсутствие увеличения пролиферации раковых клеток. 

И еще одно важное открытие: у мышей, получавших диету с высоким содержанием фруктозы, метастатическое заболевание развивалось более широко, чем у животных, получавших глюкозу.

А когда исследователи отключили способность раковых клеток метаболизировать фруктозу, они обнаружили, что количество движущихся раковых клеток уменьшилось. 

Это означает, что рацион животного может влиять на развитие рака.

«Насколько нам известно, это первый случай, когда кто-либо продемонстрировал на доклинической модели, а не просто в чашке Петри, что именно молекулы, выделяемые этими клетками, а не сами клетки, являются движущей силой распространения рака», — говорит Коул.

Важно отметить, что эти результаты носят доклинический характер – получены в ходе экспериментов на мышах и клетках – и не должны интерпретироваться как свидетельство того, что употребление фруктозы в пищу само по себе вызывает метастазирование рака яичников у людей.

Однако, учитывая, что люди потребляют гораздо больше сахара, чем раньше, и что, например, в США треть подростков получает 15 процентов или более своих калорий в виде сахара, особенно кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, результаты исследования заслуживают дальнейшего изучения.

В работе предполагается, что вызванное химиотерапией старение клеток активно изменяет метаболическую среду опухоли таким образом, что это способствует распространению выживших раковых клеток.

Исследователи предполагают, что будущие методы лечения, сочетающие сенолитические препараты, избирательно уничтожающие стареющие клетки, со специально разработанными диетическими вмешательствами, могут помочь уменьшить это непредвиденное последствие химиотерапии рака яичников и улучшить результаты лечения.

«Фруктоза может играть недооцененную роль в модулировании поведения опухолевых клеток», — заключают исследователи. «Это позволяет предположить, что ограничение потребления фруктозы может стать перспективным диетическим вмешательством, способствующим улучшению результатов лечения».

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний