В одном из крупнейших когда-либо исследований взаимодействия генов и окружающей среды красного мяса и колоректального рака, в котором изучалось влияние потребления красного мяса на риск развития рака у человека в зависимости от его генотипа, исследователи выявили два генетических маркера, которые могут помочь объяснить связь между два и объясните, почему некоторые люди сталкиваются с более высоким риском развития рака.

Прошлые исследования показали, что частое употребление красного и обработанного мяса увеличивает риск развития колоректального рака, но преобладающий биологический механизм еще не установлен. Понимание процесса заболевания и того, какие гены лежат в его основе, может помочь ученым разработать более эффективные стратегии профилактики.

Новое исследование, поддержанное Национальными институтами здравоохранения и проведенное Комплексным онкологическим центром Норриса Университета Южной Калифорнии, входящим в Медицинскую школу Кека Университета Южной Калифорнии, проанализировало данные о потреблении красного и обработанного мяса от 29 842 человек с колоректальным раком и 39 635 человек без рака. Было обнаружено, что у тех, кто потреблял больше красного или обработанного мяса, риск развития колоректального рака увеличивался соответственно на 30 или 40%.

Используя общегеномные данные, исследователи также идентифицировали два гена, HAS2 и SMAD7, которые изменяли уровни риска рака в зависимости от уровня потребления красного или обработанного мяса. Результаты были опубликованы в журнале Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention.

«Эти результаты показывают, что существует часть населения, которая сталкивается с еще более высоким риском колоректального рака, если они едят красное или обработанное мясо», — сказала ведущий автор Мариана С. Стерн, доктор философии, профессор наук о народонаселении и общественном здравоохранении. и урологии, заведующий кафедрой онкологических исследований Айры Гудман и заместитель директора по популяционным наукам Комплексного онкологического центра USC Norris.

«Это также позволяет нам взглянуть на потенциальный механизм этого риска, который мы затем можем проследить с помощью экспериментальных исследований».

Исследователи использовали комбинацию стандартных методов для выявления взаимодействий генов и окружающей среды, а также новый статистический подход, разработанный в отделе биостатистики Медицинской школы Кека соавторами Уильямом Джеймсом Гаудерманом, доктором философии, профессором популяций и исследований. науки общественного здравоохранения, Хуан Пабло Левингер, доктор философии. и Эрик Кавагути, доктор философии, оба доценты кафедры народонаселения и общественного здравоохранения, а также их коллеги.

«Эти современные статистические методы и программное обеспечение позволили нам максимизировать эффективность при тестировании взаимодействия генов и мяса в семи миллионах генетических вариантов», — сказал Гаудерман.

Риск красного и переработанного мяса

В анализ были включены данные 27 исследований риска колоректального рака у людей европейского происхождения. Гаудерман и Ульрике Петерс, доктор философии, магистр здравоохранения, профессор и заместитель директора отдела общественного здравоохранения Онкологического центра Фреда Хатчинсона в Сиэтле, собрали данные Консорциума генетики и эпидемиологии колоректального рака, трансдисциплинарного исследования колоректального рака. и Семейный реестр рака толстой кишки.

Во-первых, исследовательская группа гармонизировала данные различных исследований, чтобы создать стандартные показатели потребления красного мяса (говядины, свинины и баранины) и обработанного мяса (бекон, колбасы, мясные деликатесы и хот-доги). Для каждой категории они рассчитали порции в день с поправкой на индекс массы тела и разделили участников на четыре группы в зависимости от уровня потребления красного или обработанного мяса.

У людей с самым высоким уровнем потребления красного мяса риск развития колоректального рака был на 30% выше; у тех, кто потреблял больше всего обработанного мяса, риск увеличился на 40%. Эти результаты не учитывают генетическую изменчивость, которая может подвергать некоторых людей в популяции более высокому риску, чем другие.

Генетические маркеры риска рака

Затем, основываясь на образцах ДНК, исследователи собрали данные о более чем семи миллионах вариантов генов, охватывающих геном каждого участника исследования. Затем они провели полногеномный анализ взаимодействия генов и окружающей среды, чтобы установить связь между потреблением красного мяса и риском развития рака. Глядя на каждую позицию в геноме, известную как однонуклеотидный полиморфизм (SNP), они задавались вопросом, влияет ли наличие определенного варианта гена на риск развития колоректального рака у людей, которые едят больше красного мяса.

Почти на каждый SNP в геноме ответ был отрицательным. Независимо от того, какой вариант гена был у человека, риск рака, основанный на потреблении красного мяса, оставался прежним. Однако в двух конкретных SNP ассоциация изменилась.

Используя стандартный подход статистического анализа, исследователи отметили SNP rs4871179 в хромосоме 8 рядом с геном HAS2. В некоторых предыдущих исследованиях этот ген, который является частью пути, кодирующего модификацию белка внутри клеток, был связан с колоректальным раком, но никогда с потреблением красного мяса.

Анализ показал, что люди с распространенным вариантом гена HAS2, обнаруженным у 66% населения, сталкиваются с риском развития колоректального рака на 38% выше, если они потребляют наибольшее количество мяса. Напротив, у людей с другим, более редким вариантом того же гена не было повышенного риска развития рака, когда они ели больше красного мяса.

«Затем мы использовали наш новый двухэтапный подход машинного обучения, чтобы сначала выявить закономерности между SNP, потреблением красного мяса и раком, а затем сосредоточились на наиболее многообещающих комбинациях в наших тестах взаимодействия генов и окружающей среды», — сказал Гаудерман.

Этот метод пометил SNP rs35352860 в хромосоме 18, части гена SMAD7. SMAD7 регулирует гепсидин, белок, связанный с метаболизмом железа. Поскольку красное и обработанное мясо содержат высокий уровень гемового железа, исследователи предполагают, что различные варианты SMAD7 могут увеличить риск рака, изменяя способ переработки железа в организме.

«Когда гепсидин нарушается регуляция, это может привести к увеличению абсорбции железа и даже к перегрузке железом внутри клеток», — сказал Стерн.

Люди с двумя копиями наиболее распространенного варианта гена SMAD7, присутствующими примерно у 74% населения, подвергались на 18% большему риску развития колоректального рака, если они ели большое количество красного мяса. Лица, у которых была только одна копия наиболее распространенного варианта или две копии менее распространенного варианта, имели значительно более высокий риск рака — 35% и 46% соответственно.

«Эти данные свидетельствуют о том, что разные генетические варианты могут вызывать разный риск развития колоректального рака у людей, которые потребляют красное мясо, и подчеркивают возможные объяснения того, как развивается болезнь», — сказал Джоэл Санчес Мендес, докторант кафедры народонаселения Медицинской школы Кека. и науки общественного здравоохранения и соавтор исследования.

Необходимо больше доказательств

Полученные результаты раскрывают многообещающие новые подробности о связи между потреблением мяса и колоректальным раком, но Стерн подчеркивает, что они еще не доказывают причинно-следственную связь между этими генетическими вариантами.

«Это дает нам важную пищу для размышлений», — сказала она. «Мы проводим исследования взаимодействия генов и окружающей среды, когда знаем, что существует четкая связь между воздействием окружающей среды и заболеванием, но то, что происходит между ними, по-прежнему остается черным ящиком».

Затем она и ее коллеги надеются продолжить экспериментальные исследования, которые смогут предоставить более убедительные доказательства роли нарушения регуляции метаболизма железа в развитии колоректального рака.