Команда ученых Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружила, что продукт, полученный из метаболизированной жирной кислоты омега-3, помогает бороться с раком, перекрывая подачу кислорода и питательных веществ, которые способствуют росту опухоли и распространению болезни.
Ученые сообщают о своем открытии в Трудах Национальной академии наук (PNAS). Новаторское исследование было результатом сотрудничества нескольких лабораторий Калифорнийского университета в Дэвисе и Гарвардского университета.
Метаболит – эпоксидокозапентаеновая кислота (EDP), эндогенное соединение, вырабатываемое человеческим организмом из омега-3 жирной кислоты, называемой докозагексаеновой кислотой (DHA), которая содержится в рыбьем жире и грудном молоке. В исследованиях на животных ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили, что EDP подавляет ангиогенез, образование новых кровеносных сосудов в организме.
Опухоли растут и распространяются, нарушая нормальный биологический процесс ангиогенеза, который играет роль в заживлении ран, а также в росте и развитии. Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе определили, что, подавляя ангиогенез, EDP снижает рост и распространение (метастазирование) опухолей у мышей. Исследование предоставляет первые научные доказательства мощных противораковых и антиметастатических эффектов EDP.
EDP работает по другому механизму, чем многие современные противораковые препараты, блокирующие ангиогенез.
“Наше исследование открывает новое понимание путей, посредством которых жирные кислоты омега-3 оказывают свое биологическое действие,” – сказал Годун Чжан, ведущий автор статьи и научный сотрудник лаборатории Брюса Хаммока в отделении энтомологии и Универсальном онкологическом центре Калифорнийского университета в Дэвисе.
Исследователи заявили, что будущие исследования, надеюсь, определят, что стабилизированный EDP можно безопасно и эффективно комбинировать с другими текущими антиангиогенезными препаратами при лечении рака.
“Насколько нам известно, EDP являются первыми сигнальными липидами, которые обладают таким мощным противораковым действием. Исследователи могут использовать EDP в качестве структурных мишеней для разработки стабильных аналогов, имитирующих их противораковые агенты,” Чжан сказал.
“Исследование, проведенное Чжаном и его коллегами, выявило ранее неизвестный противораковый эффект омега-3 жирных кислот, которые являются важным липидным компонентом диет, разработанных для предотвращения сердечных заболеваний и рака,” сказал Джонатан Р. Линднер, профессор медицины в Oregon Health & Университет наук.
“Авторы продемонстрировали, что метаболиты этих липидов могут подавлять рост новых кровеносных сосудов, необходимых для роста опухоли,” добавил Линднер, который не участвовал в исследовании. “Прекращая кровоснабжение опухоли, эти соединения могут резко замедлить рост опухоли и предотвратить ее распространение. Результаты этого исследования показывают, что новые лекарственные стратегии для борьбы с раком могут появиться на основе знания того, как организм использует питание для укрепления здоровья.”
EDP расщепляются в организме путем ингибирования ферментно-растворимой эпоксидгидролазы (sHI). В предыдущем исследовании лаборатория Hammock показала, что ингибиторы фермента sEHI помогают нормализовать физиологическую активность. В текущем исследовании исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе определили, что добавление sEHI стабилизировало EDP в циркулирующей крови, тем самым вызывая противоопухолевые эффекты EDP. Противораковые препараты сорафениб и регорафениб одобрены FDA sEHI.
“Можно повысить эффективность этих противораковых препаратов, сочетая их с диетой с высоким содержанием омега-3 и низким содержанием омега-6 жирных кислот,” Гамак сказал.
Исследователи также обнаружили, что метаболит арахидоновой кислоты (ARA), жирная кислота омега-6, имеет эффект, противоположный EDP. Метаболит ARA, эпоксиэйкозатриеновая кислота (EET), немного увеличивает ангиогенез и прогрессирование опухоли у мышей.
“Нет бесплатного обеда,” сказала Кэтрин В. Феррара, профессор кафедры биомедицинской инженерии Калифорнийского университета в Дэвисе. “EET стимулируют заживление ран, в то время как EDP блокируют рост и метастазирование солидных опухолей.
“Наши результаты указывают на то, что EDP и EET являются уникальными медиаторами ангиогенного переключателя, регулирующего онкогенез,” Феррара сказал. “Они также предполагают новую механистическую связь между жирными кислотами омега-3 и омега-6 и раком.”
Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе определили, что EDP истощает опухоли, ингибируя ангиогенез, индуцированный фактором роста эндотелия сосудов (VEGF) и фактором роста фибробластов-2 (FGF-2) у мышей. В лабораторных культурах EDP также подавляет миграцию эндотелиальных клеток, необходимую для новых кровеносных сосудов.
Таким образом, ингибиторы ангиогенеза на основе EDP обладают преимуществом перед ингибиторами ангиогенеза, которые нацелены на путь VEGF-VEGFR2. Лекарства, нацеленные на путь VEGF-VEFGFR2, повышают риск высокого кровяного давления у пациентов.
Поскольку EDP расширяют кровеносные сосуды, лекарство, основанное на открытии исследователей Калифорнийского университета в Дэвисе, не должно увеличивать риск высокого кровяного давления у пациента.
Исследователи из Гарварда Марк Киран и Дипак Паниграхи провели исследования метастазов. Работа по визуализации in vivo, которая позволила ученым отслеживать опухоли у живых мышей, была проведена в лаборатории Калифорнийского университета в Дэвисе в Ферраре.