Изображение сгенерировано Шедеврумом
Рак нередко сравнивают с коварным злодеем из триллера: стоит подумать, что угроза устранена, как он неожиданно возвращается, сея новые разрушения. Схожим образом и после курса химиотерапии, призванной истребить злокачественные клетки, часть из них не исчезает бесследно. Они переходят в состояние клеточного старения, сохраняя при этом скрытую активность, передает Yahoo.com.
Такие клетки не становятся пассивными. Оставаясь метаболически живыми, они выделяют комплекс веществ – так называемый секреторный фенотип, ассоциированный со старением. Эта смесь молекул способна менять структуру самой опухоли и её окружение, подавая сигналы соседним клеткам и тем самым подталкивая болезнь к прогрессированию. Учёные давно искали ключевые элементы этого механизма, ведь понимание природы таких сигналов могло бы стать рычагом для предотвращения рецидивов, на долю которых приходится около 90% летальных исходов при онкологических заболеваниях.
Прорыв в этом направлении описали в журнале Nature Aging. Исследователи выявили, что одним из подобных «побуждающих» сигналов может выступать фруктоза – вещество, привычное для кухонного обихода. Как пояснил молекулярный биолог Эйдан Коул из Института Вистар в Филадельфии, работа стала одной из первых, где продемонстрировано, что именно это питательное соединение способно влиять на поведение раковых клеток.
В фокусе команды оказался рак яичников – опухоль, которую традиционно лечат цисплатином, мощным химиопрепаратом на основе платины. Этот препарат нередко провоцирует клеточное старение, и хотя поначалу терапия даёт заметный эффект, впоследствии высок риск возвращения болезни: опухоль начинает распространяться в брюшной полости. Чтобы разобраться в механизме, учёные искусственно вызвали старение клеток рака яичников в лабораторных условиях с помощью цисплатина, а затем собрали питательную среду, куда за двое суток попали все выделяемые клетками молекулы.
Эксперимент показал любопытную закономерность. Данная среда не заставляла здоровые раковые клетки делиться быстрее или становиться устойчивее к гибели, но заметно повышала их склонность к отрыву от трёхмерных структур, имитирующих опухоль. Такой отрыв является ключевым этапом в характерном для рака яичников пути метастазирования. Когда исследователи удалили из среды крупные белковые молекулы путём нагревания и фильтрации, эффект сохранился, что позволило исключить из числа подозреваемых классические сигнальные агенты вроде цитокинов и факторов роста. Значит, виновником должна была быть молекула меньшего размера.
Метаболический анализ вывел учёных на фруктозу. Выяснилось, что стареющие клетки активно потребляют глюкозу, усиленно выделяя фруктозу. Добавление этого сахара в физиологических концентрациях в обычную питательную среду уже само по себе провоцировало усиленное отделение клеток, тогда как восстановление уровня глюкозы практически нивелировало этот эффект.
Дальнейшее изучение показало, что фруктоза действует не просто как источник энергии. Она перестраивает митохондриальный метаболизм, в результате чего снижается выработка холестерина. А это критично: холестерин участвует в стабилизации клеточных мембран и поддержании связей между клетками и окружающими тканями. Его нехватка делает раковые клетки менее «сцепленными» с соседями, повышая вероятность их отрыва и последующего распространения.
Подтверждением гипотезы стали опыты на мышах. У животных, которым имплантировали клетки рака яичников и затем вводили материал, собранный от стареющих клеток, формировалось значительно больше метастатических очагов по сравнению с контрольной группой, хотя скорость деления самих раковых клеток не возрастала. Ещё один показательный результат: у мышей, получавших диету с высоким содержанием фруктозы, метастазы развивались активнее, чем у тех, чья пища была обогащена глюкозой. При этом блокировка способности раковых клеток перерабатывать фруктозу приводила к сокращению их численности.
Таким образом, питание организма оказалось способно влиять на динамику опухолевого процесса. По словам Коула, впервые на доклинической модели (а не только в пробирке) удалось показать, что распространению рака способствуют именно молекулы, выделяемые стареющими клетками, а не сами эти клетки.
Важно подчеркнуть, что полученные данные относятся к доклиническим исследованиям. То есть они основаны на экспериментах с клеточными культурами и животными. Их нельзя трактовать как доказательство того, что употребление фруктозы напрямую провоцирует метастазирование рака яичников у людей. Однако с учётом того, насколько возросло потребление сахара в современном рационе (например, в США треть подростков получает не менее 15% суточной нормы калорий из сахара, в том числе из кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы), эти результаты заслуживают пристального внимания и дальнейшего изучения.
Открытие проливает свет на то, как стареющие клетки, возникающие в результате химиотерапии, незаметно трансформируют метаболическую среду опухоли, подталкивая выжившие раковые клетки к расселению. На этой основе исследователи выдвигают предположение: комбинированная стратегия, объединяющая сенолитические препараты (избирательно уничтожающие стареющие клетки) с продуманными диетическими рекомендациями, могла бы смягчить нежелательные последствия химиотерапии при раке яичников и повысить шансы на долгосрочную ремиссию.