Новое исследование с участием рыбок данио показывает, что смертельная форма рака кожи — меланома — изменяет метаболизм здоровых тканей в других частях тела. Исследование Вашингтонского университета в Сент-Луисе предполагает, что эти другие ткани потенциально могут быть нацелены на лечение рака.

«Опухоли зависят от постоянного поступления питательных веществ для роста. Вместо того, чтобы конкурировать с опухолями за питательные вещества, другие ткани могут перепрограммировать свой метаболизм, чтобы он был комплементарным. В некоторых случаях это может даже позволить здоровым тканям питать опухоль» , — сказал Гэри Патти. профессора химии в области искусств и наук Вашингтонского университета Майкла и Таны Пауэлл и профессора химии и медицины медицинского факультета.

Патти — автор исследования, опубликованного 13 мая в журнале Cell Metabolism .

Рак потребляет огромное количество глюкозы , ключевого источника энергии для клеток организма. Глюкоза или сахар в крови получают из пищи и транспортируются по телу через кровоток после еды. Опухоли активно поглощают глюкозу в качестве топлива, способствующего их быстрому росту.

Эта черта настолько хорошо известна, что врачи регулярно используют ее в качестве диагностического теста на рак, когда пациентам вводят определенную форму глюкозы, которую можно контролировать с помощью ПЭТ-сканирования. Менее ясно, как склонность опухоли к глюкозе влияет на другие ткани.

«Уровень глюкозы строго регулируется», — сказала Патти. «Когда уровень глюкозы становится слишком низким, это опасно. Мы хотели знать, может ли опухоль с высокой жадностью к глюкозе влиять на уровень глюкозы в крови».

Даже когда здоровые люди долгое время обходятся без еды, уровень глюкозы в крови остается относительно постоянным. Это потому, что глюкоза может вырабатываться печенью, когда ее нельзя получить непосредственно с пищей.

«Как выяснилось, печень противостоит влиянию опухоли, синтезируя глюкозу», — сказала Патти. «Это очень похоже на то, что происходит во время голодания».

Работая с рыбками данио , Патти и соавторы, включая других исследователей из Медицинской школы, разработали новый подход к изучению воздействия меланомы на различные ткани в организме, который использует технологию, называемую метаболомикой.

Ученые скармливали рыбкам данио специальные версии питательных веществ, помеченных изотопными метками. Эти метки позволили ученым отслеживать, куда попадают питательные вещества и на какие молекулы они расщепляются. Они обнаружили, что молекула, выплевываемая опухолью, поглощается печенью, чтобы произвести глюкозу.

Применяя метаболомику к отдельным рыбкам данио, ученые обнаружили, что ткани меланомы в организме потребляют примерно в 15 раз больше глюкозы, чем другие ткани, которые они измерили. Несмотря на это бремя, рыбки данио смогли поддерживать уровень глюкозы в крови, по-видимому, за счет выработки глюкозы в печени посредством процесса, который обычно запускается, когда мы не едим.

Но было ясно, что наличие меланомы во многом влияет на здоровые ткани.

Ученые исследовали ткани печени, кишечника, плавников, мышц, мозга, крови и глаза рыбок данио. Они наблюдали нарушение регуляции метаболизма в большинстве тканей, что указывает на то, что меланома широко влияет на обмен веществ в организме.

«Между меланомой и другими тканями существует явная метаболическая перекрестная связь», — сказала Патти. «Метаболические отношения между меланомой и печенью частично характеризуются геном, называемым BCAT1 в раковых клетках. BCAT1 переходит от того, чтобы быть отключенным в здоровых клетках кожи, до высокой степени экспрессии в меланоме рыбок данио. Изучая меланому у пациентов-людей , мы были может подтвердить, что та же закономерность сохраняется и в людях «.

Большая часть предыдущих исследований рака была сосредоточена на метаболизме самой опухоли.

«Наша работа показывает, что многие интересные метаболические изменения происходят и за пределами опухоли», — сказала Патти. «Мы продемонстрировали, что, по крайней мере, в некоторых случаях, эти метаболические изменения в незлокачественных тканях происходят для поддержки опухоли. Это захватывающе, потому что это означает, что мы можем нацелить метаболизм здоровых тканей в качестве потенциального лечения рака. . »