Если у вас диагностировали рак молочной железы, что нужно есть, чтобы прогноз был благоприятным? В журнале APL Bioengineering многопрофильная группа исследователей из Принстонского университета провела исследование, чтобы ответить на этот вопрос.
«Мы взяли за основу подход, при котором создаются идентичные искусственные опухоли и культивируются в условиях, имитирующих состав крови пациентов с разным рационом питания, — рассказывает автор исследования Селеста М. Нельсон. — Мы надеялись выявить условия питания, которые замедляют рост опухоли. Но вместо этого обнаружили, что одно из условий — диета с высоким содержанием жиров — ускорило ее рост».
Исследователи создали модель опухоли с использованием человекоподобной плазматической среды, чтобы воссоздать более реалистичную обстановку вокруг опухолей. В результате удалось выделить отдельные питательные вещества и изучить их воздействие, а также подробно рассмотреть метаболическое перепрограммирование, происходящее в раковых клетках.
Исследование было посвящено трижды негативному раку молочной железы — подтипу, который особенно трудно поддается лечению стандартными методами. Ученые тщательно проанализировали структуру, рост и распространение раковых клеток, а также то, как эти характеристики меняются при четырех различных пищевых режимах, которые могут возникать в организме человека: с высоким содержанием инсулина, глюкозы, кетонов и жиров.
Было обнаружено, что диета с высоким содержанием жиров ускоряет рост и инвазию опухоли. Кроме того, она приводит к повышению уровня фермента MMP1, который разрушает внеклеточный матрикс и связан с неблагоприятным прогнозом. Используя полученные результаты, исследователи смогут применить метод к другим подтипам рака молочной железы и иным сценариям.
Предыдущие исследования, посвященные изучению связи между питанием и ростом опухоли, не учитывали сложность взаимосвязанных систем в организме. Взаимодействие иммунной системы, тканей человека, участвующих в метаболизме, и микробиома, состоящего из триллионов микроорганизмов, влияет на поведение раковых клеток.
Кроме того, клетки в организме окружены жидкостью на водной основе, так называемой интерстициальной жидкостью, которая непрерывно циркулирует вокруг клеток. В ранних исследованиях, посвященных изучению влияния питательных веществ из пищи на опухоли, не удавалось воспроизвести постоянный приток питательных веществ к клеткам.
«Клетки обычно культивируют в среде, насыщенной сахарами и другими биохимическими веществами в количествах, не соответствующих тому, что наблюдается в человеческом организме, — говорит Нельсон. — Наше исследование показывает, что опухолевые клетки ведут себя иначе, если их культивировать в среде, по биохимическому составу соответствующей плазме крови человека».
Исследователи планируют использовать полученные результаты для дальнейшего изучения взаимодействия между питанием и методами лечения опухолей. «Мы планируем использовать ту же систему и выяснить, по-разному ли опухоли реагируют на химиотерапию, если культивировать их в среде, имитирующей различные рационы питания, — говорит Нельсон. — Это позволит врачам давать рекомендации о том, что следует есть пациенту, если ему назначена определенная терапия».
