Диета с высоким содержанием жиров повышает риск развития рака
Уже давно существует гипотеза о том, что диетические привычки могут предшествовать развитию рака и даже усугублять его. Исследователи из Института передовой науки и технологии имени Бекмана доказали, что существует прямая связь между количеством жира в рационе и уровнем оксида азота в организме, естественной сигнальной молекулы, связанной с воспалением и развитием рака.
"Мы пытаемся понять, как тонкие изменения в микроокружении опухоли влияют на развитие рака на молекулярном уровне. Рак - очень сложное заболевание", - говорит Анудж Ядав, старший научный сотрудник и ведущий соавтор исследования.
Ядав объяснил, что рак - это не просто несколько опухолевых клеток, а скорее вся микросреда или экосистема опухоли, поддерживающая эти клетки.
"Воспаление может играть важную роль в этой среде. Определенную воспалительную реакцию вызывают высокопереработанные продукты питания, которые содержат много калорий и жира. Мы хотели понять связь между пищей, воспалением и опухолями на молекулярном уровне, поэтому нам пришлось разработать современные зонды, чтобы иметь возможность визуализировать эти изменения", - сказал он.
Ядав и его соавторы знакомы с существующими исследованиями, связывающими повышение уровня оксида азота с воспалением, а воспаление - с раком. Доказательство связи между диетой с высоким содержанием жиров и уровнем оксида азота на молекулярном уровне потребовало разработки высокочувствительного молекулярного зонда, способного визуализировать глубокие ткани.
Молекулярный зонд - это группа атомов или молекул, используемая для изучения свойств соседних молекул путем анализа взаимодействий между зондом и интересующими структурами. Но они не являются универсальными. Каждый зонд должен быть адаптирован к условиям эксперимента.
"Наша группа специализируется на создании дизайнерских молекул, что позволяет нам рассмотреть молекулярные особенности, невидимые невооруженным глазом", - говорит Джефферсон Чан, доцент химии в Университете Иллинойса Урбана-Шампейн и главный исследователь исследования. "Мы создаем эти молекулы на заказ, чтобы обнаружить то, что не было известно ранее"
Успех исследования, результаты которого были опубликованы в журнале ACS Central Science в марте, во многом зависел от молекулярного зонда, разработанного командой. Этот зонд, получивший название BL660-NO, является первым в своем роде, который используется для биолюминесцентной визуализации оксида азота в раке.
Исследователи использовали зонд для исследования диеты на мышах, сравнивая опухолегенность мышей-носителей рака молочной железы на диете с высоким содержанием жира (60% калорий поступает из жира) с мышами на диете с низким содержанием жира (10% калорий поступает из жира) путем измерения уровня оксида азота в обеих группах.
"В результате высокожировой диеты мы увидели увеличение оксида азота в микроокружении опухоли", - сказал Майкл Ли, студент-исследователь в лаборатории Чана и ведущий соавтор исследования. "Следствием этого является то, что микросреда опухоли - очень сложная система, и нам действительно необходимо понять ее, чтобы понять, как происходит прогрессирование рака. На это может влиять множество факторов - от диеты до физических упражнений - внешние факторы, которые мы не принимаем во внимание, но должны учитывать при рассмотрении методов лечения рака"
Авторы подчеркнули важность доказательства прямой связи между диетой с высоким содержанием жиров, уровнем оксида азота и развитием рака. Теперь, когда эта связь известна, появляются новые возможности для диагностики и лечения рака.
"Без этой технологии вы бы не увидели эту недостающую молекулярную связь", - сказал Чан, который также является научным сотрудником Института Бекмана. "Теперь, когда мы знаем, что это происходит, как нам предотвратить это и как улучшить ситуацию?"
