Давно предполагалось, что диетические привычки могут предшествовать и даже усугублять развитие рака.
Исследователи из Института передовых наук и технологий Бекмана доказали, что существует прямая связь между количеством жира, включенного в рацион человека, и уровнем оксида азота в организме, природной сигнальной молекулы, которая связана с воспалением и развитием рака .
«Мы пытаемся понять, как тонкие изменения в микроокружении опухоли влияют на прогрессирование рака на молекулярном уровне. Рак — очень сложное заболевание», — сказал 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 клетки.
«Воспаление может играть значительную роль в этой среде. Определенную воспалительную реакцию вызывают продукты с высокой степенью переработки, которые содержат много калорий и жиров. Мы хотели понять связь между пищей, воспалением и опухолями на молекулярном уровне, поэтому мы пришлось разработать усовершенствованные зонды, чтобы иметь возможность визуализировать эти изменения», — сказал он.
Ядав и соавторы знакомы с существующими исследованиями, связывающими повышенный уровень 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 измерения взаимодействий между зондом и интересующими структурами. Но они не являются универсальными. Каждый зонд должен быть адаптирован к условиям своего эксперимента.
«Наша группа специализируется на создании дизайнерских молекул, что позволяет нам изучать молекулярные особенности, невидимые невооруженным глазом», — сказал Джефферсон Чан, адъюнкт-профессор химии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн и главный исследователь исследования. «Мы разрабатываем эти молекулы на заказ, чтобы открывать вещи, которые ранее не были известны».
Успех исследования, опубликованного в ACS Central Science в марте, во многом зависел от молекулярного зонда, разработанного командой. Этот зонд с маркировкой BL660-NO является первым в своем роде датчиком, который используется для биолюминесцентной визуализации оксида азота при раке.
Исследователи использовали зонд для разработки исследования диеты на мышах, сравнивая онкогенность мышей с раком молочной железы на диете с высоким содержанием жиров (60% калорий поступает из жира) с мышами на диете с низким содержанием жиров (10%). калорий из жира) путем измерения уровня оксида азота в обеих группах.
«В результате диеты с высоким содержанием жиров мы наблюдали увеличение оксида азота в микроокружении опухоли», — сказал Майкл Ли, студент-исследователь в лаборатории Чана и ведущий соавтор этого исследования. «Смысл этого в том, что микроокружение опухоли представляет собой очень сложную систему, и нам действительно нужно понять ее, чтобы понять, как происходит прогрессирование рака. На это может влиять множество факторов, от диеты до физических упражнений — внешние факторы, которые мы действительно учитывать то, что мы должны, когда мы рассматриваем лечение рака».
Авторы подчеркнули важность доказательства прямой связи между диетой с высоким содержанием жиров , уровнем оксида азота и развитием рака. Теперь, когда эта ассоциация известна, существуют новые значения для диагностики и лечения рака.
«Без этой технологии вы бы не увидели этого недостающего молекулярного звена», — сказал Чан, который также является научным сотрудником Института Бекмана. «Теперь, когда мы знаем, что это происходит, как нам предотвратить это и как улучшить ситуацию?»
