Исследователи из Массачусетского университета в области пищевых продуктов в Амхерсте определили набор ферментов, участвующих в росте опухоли, которые могут быть нацелены на предотвращение или лечение рака толстой кишки.
"Мы думаем, что это очень интересное открытие," говорит Годун Чжан, доцент кафедры пищевых продуктов, исследование которого было опубликовано в журнале Cancer Research. "Наше исследование определяет новую терапевтическую цель и может помочь в разработке новых стратегий по снижению риска рака толстой кишки."
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, рак толстой кишки является третьим по распространенности и второй по значимости причиной смерти от рака в Соединенных Штатах, унося около 50 000 жизней каждый год. Эти статистические данные подчеркивают необходимость обнаружения новых клеточных мишеней, которые имеют решающее значение в развитии рака толстой кишки, говорит Чжан.
В своем исследовании исследователи из Университета Массачусетса в Амхерсте проверили свою гипотезу о том, что когда-то возникновение рака толстой кишки было увеличено за счет ферментов, известных как монооксигеназы цитохрома P450 (CYP), и образующихся ими метаболитов жирных кислот, эпоксиоктадеценовых кислот (EpOME). Исследователи сравнили здоровых мышей и мышей с раком толстой кишки, выполнив метаболомику, всесторонний и комплексный анализ метаболитов, которые образуются при расщеплении пищи и химических веществ.
В последние годы метаболомика превратилась в мощную технологию точной медицины, поскольку она может предложить подробную картину биологических процессов и молекулярных фенотипов или характеристик. Точная медицина адаптирует лечение к уникальному генетическому и молекулярному профилю человека.
Как они и подозревали, исследователи обнаружили, что определенных метаболитов жирных кислот больше при раке толстой кишки. "Если у мыши рак толстой кишки, концентрации EpOME в плазме и толстой кишке очень резко увеличиваются, а ферменты, продуцирующие EpOME, монооксигеназы CYP, сверхэкспрессируются в толстой кишке," Чжан говорит.
Исследователи также изучали раковые клетки толстой кишки человека, сравнивая их с нормальными клетками толстой кишки, и обнаружили те же результаты: сверхэкспрессия или изобилие ферментов монооксигеназы CYP.
Затем, используя фармакологический и генетический подходы, исследователи удалили или ингибировали ферменты монооксигеназы CYP у мышей с раком толстой кишки и обнаружили, что рост опухоли подавляется. "Если вы заблокируете фермент, рак толстой кишки можно значительно уменьшить," Чжан говорит.
Пытаясь определить, какие метаболиты участвуют в усилении эффекта рака толстой кишки, исследователи изучили биологическое действие метаболитов монооксигеназы CYP. В тесте in vitro они обнаружили, что EpOME, но не другие метаболиты монооксигеназы CYP, усиливают воспаление как в воспалительных клетках, так и в клетках рака толстой кишки. Затем они лечили мышей, вызванных раком, с помощью EpOME и обнаружили увеличение количества и размера опухолей. "Мы показали, что в низких дозах этот метаболит может сделать рак толстой кишки более агрессивным," Чжан говорит.
В совокупности результаты исследования демонстрируют "что ранее недооцененный путь монооксигеназы CYP" можно было бы изучить для предотвращения или лечения рака толстой кишки, заключает Чжан.
Он указывает, что предыдущие исследования показали, что некоторые одобренные FDA препараты ингибируют монооксигеназы CYP, в том числе Микардис, лекарство от кровяного давления, и Лопид, который используется для снижения холестерина. "Это говорит о том, что эти препараты могут быть перепрофилированы для профилактики или лечения рака толстой кишки," Чжан говорит. "И новые ингибиторы монооксигеназы могут быть разработаны для использования на людях."
Используя данные своего новаторского исследования, Чжан получил грант в размере 406 000 долларов США на исследование того, как диетические жиры могут регулировать рак толстой кишки. ЭпОМ – это метаболиты линолевой кислоты, которые содержатся в растительных маслах и красном мясе.
"Основываясь на наших выводах, чрезмерное потребление линолевой кислоты может увеличивать концентрацию эпОМов в тканях, которые обладают мощным эффектом, усиливая воспаление и рост опухоли в толстой кишке," Чжан говорит.
Необходимы дополнительные исследования на животных моделях, которыми легче управлять, чем исследованиями на людях. "Нам необходимо лучше понять этот путь развития рака толстой кишки, что в конечном итоге может помочь нам предложить диетические и терапевтические подходы для снижения риска рака толстой кишки," Чжан говорит.