Новый метод борьбы с раком: использование жировых клеток организма
В поисках более эффективных способов борьбы с раком учёные разработали креативный подход, который неожиданно использует собственные жировые клетки организма. Вместо того чтобы позволять опухолям потреблять всю необходимую им энергию, исследователи модифицировали жировые клетки так, чтобы они конкурировали с опухолями за питательные вещества — фактически «голодя» рак. Этот метод продемонстрировал высокую способность замедлять или даже останавливать рост опухолей в различных лабораторных моделях рака.
Профессор Надав Ахитув и его коллеги из Университета Калифорнии в Сан-Франциско создали этот новый метод, который они называют трансплантацией модифицированных адипоцитов — процесс, использующий модифицированную жировую ткань для вмешательства в рост рака. Их результаты были опубликованы в журнале Nature Biotechnology.
Как работает метод
Для разработки этой техники команда профессора Ахитува использовала инструменты генного редактирования, которые позволяют изменять специфические части генетического материала клеток. Они перепрограммировали обычные жировые клетки так, чтобы те поглощали гораздо больше сахара и жира, чем обычно. Когда эти специально разработанные клетки были помещены рядом с опухолями у мышей, они поглощали источники энергии, на которые обычно полагаются раковые клетки для роста. В результате опухоли уменьшились более чем наполовину по сравнению с их обычным размером. Также уменьшилось образование кровеносных сосудов вокруг опухолей, что ещё больше ограничило их способность к росту. При тестировании на выращенных в лаборатории кластерах клеток рака молочной железы, взятых у пациентов, эти модифицированные жировые клетки также замедлили рост опухоли.
Ключевой частью успеха стало изменение поведения жировых клеток. Увеличив активность гена, известного как разобщающий белок 1, который помогает клеткам сжигать энергию в виде тепла, а не накапливать её, исследователи заставили клетки вести себя больше как тип жира, известный сжиганием энергии — бурый жир. Это изменение увеличило способность жировых клеток перерабатывать сахар и жир.
Результаты и перспективы
Этот метод особенно перспективен тем, что хорошо работает против различных видов рака, а не только одного. Исследователи наблюдали положительные результаты не только при раке молочной железы, но и при раке толстой кишки, поджелудочной железы и простаты. Модифицированные жировые клетки воздействовали на рак напрямую, а также на область вокруг опухоли. Команда увидела меньше признаков нехватки кислорода внутри опухолей, меньше формирующихся кровеносных сосудов и больше умирающих раковых клеток.
Чтобы подтвердить свои выводы, учёные также протестировали терапию на мышах, генетически изменённых для развития рака поджелудочной железы или молочной железы. Они поместили модифицированные жировые клетки как близко, так и дальше от опухолей. В обоих случаях опухоли значительно уменьшились. Важно отметить, что лечение не вызвало вредных побочных эффектов, таких как экстремальная потеря веса, которая часто сопровождает методы лечения рака, воздействующие на весь организм.
Этот метод отличается своей гибкостью и безопасностью для использования у людей. Жировую ткань легко удалить из организма с помощью липосакции, модифицировать вне организма и затем вернуть обратно. Эти модифицированные жировые клетки можно даже адаптировать для блокировки специфических питательных веществ, от которых зависит опухоль. Например, команда модифицировала некоторые клетки для воздействия на питательное вещество уридин, используемое клетками для построения РНК, что важно для определённых опухолей поджелудочной железы. Такая персонализация предполагает, что метод в будущем может быть адаптирован для каждого пациента на основе уникальных характеристик их рака.
Это открытие открывает двери для нового вида терапии рака — такого, который не полагается на токсичные препараты, а изменяет использование питательных веществ в организме. Превращая жировые клетки в «голодных соседей», которые отбирают топливо у опухолей, учёные, возможно, нашли новый способ помочь пациентам бороться с раком. Стратегия трансплантации модифицированных адипоцитов может предложить натуральное и целенаправленное лечение, которое работает вместе с системами организма для сдерживания болезни.
Ссылка на журнал:
Nguyen H.P., An K., Ito Y., Kharbikar B.N., Sheng R., et al. «Implantation of engineered adipocytes suppresses tumor progression in cancer models.» Nature Biotechnology, 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-024-02551-2
Об авторе
Профессор Надав Ахитув — генетик и биомедицинский исследователь из Университета Калифорнии в Сан-Франциско, где он ведёт новаторские работы в области регуляции генов и функциональной геномики. Его исследования сосредоточены на понимании того, как изменения в некодирующих областях ДНК — частях, которые не кодируют белки напрямую — могут влиять на развитие человека и заболевания. Профессор Ахитув сыграл ключевую роль в развитии инструментов на основе CRISPR для манипуляции активностью генов без изменения самой ДНК. Он особенно заинтересован в том, как эти технологии могут быть безопасно применены в персонализированной медицине, включая терапию рака. Работа его лаборатории часто объединяет фундаментальную науку с клиническим потенциалом, используя генетические знания для разработки целенаправленных, тканеспецифичных методов лечения. Благодаря сотрудничеству с представителями разных дисциплин, профессор Ахитув продолжает исследовать, как можно точно настраивать наши генетические инструкции для лечения сложных заболеваний новыми и высокоточными способами.