Флавоноиды — это соединения, которые естественным образом присутствуют во фруктах и овощах. Ученые уже 20 лет знают, что эти вещества могут помочь предотвратить колоректальный рак, но не до конца поняли их основную биологию.
Новое исследование описывает молекулярный механизм, посредством которого продукт расщепления флавоноидов может при определенных условиях ингибировать рост раковых клеток.
Исследование — работа команды из Университета штата Южная Дакота в Брукингсе, которые рассказали о своих выводах в недавнем выпуске журнала «Рак».
Сначала учёные исследовали, как аспирин (ацетилсалициловая кислота) может снизить риск развития колоректального рака.
В более ранней работе они увидели, как производное салициловой кислоты, называемое 2,4,6-тригидроксибензойной кислотой (2,4,6-THBA), также способно замедлить рост раковых клеток.
Они решили искать природные источники 2,4,6-THBA и обнаружили, что похожее соединение образуется в результате переваривания флавоноидов.
Метаболит флавоноидного пищеварения
Флавоноиды начинают разрушаться, как только они попадают в кишечник. Кишечные бактерии уменьшают их в метаболиты, когда они попадают в толстую кишку
Наблюдая за этими процессами, ученые предположили, что противоопухолевые эффекты флавоноидов обусловлены их метаболитами. Одним из этих метаболитов является молекула 2,4,6-THBA.
«Мы выдвинули гипотезу, — говорит старший автор исследования Джаярама Гунайе, доктор наук, — что флавоноиды уменьшают колоректальный рак из-за действия ухудшенных или разрушенных продуктов, а не исходных соединений».
«Эти области недостаточно изучены», — добавляет Гунайе, доцент Колледжа фармации и смежных профессий здравоохранения в университете. В исследовании его — имя Дж. Джаярама Бхат.
Тестирование 2,4,6-THBA на раковых клетках толстой кишки
Новое исследование является первым исследованием того, как 2,4,6-THBA, как продукт распада флавоноидов в кишечнике, может помочь предотвратить рак толстой кишки или прямой кишки.
Толстая кишка и прямая кишка являются частью толстой кишки. С помощью целого ряда кишечных бактерий заключительная стадия пищеварения происходит в толстой кишке, которая затем передает оставшиеся отходы в прямую кишку в ожидании эвакуации через задний проход.
Согласно статистике Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) за 2016 год, колоректальный рак является четвертым наиболее распространенным типом рака в Соединенных Штатах, а также четвертой по частоте причиной смертности от рака в стране.
В течение 2016 года, последнего года, за который имеются данные по США, около 141,270 человек обнаружили, что у них рак толстой или прямой кишки, и 52,286 умерли от этих типов рака.
В новом исследовании ученые обнаружили, что 2,4,6-THBA может связываться с тремя ферментами, которые обычно помогают клеткам делиться. Они задавались вопросом, достаточно ли этой способности, чтобы блокировать рак.
Однако, когда они протестировали эффект 2,4,6-THBA на клетки рака толстой кишки, они обнаружили, что эксперимент не удался.
Метаболит нуждается в транспортере
Поиск предыдущих исследований 2,4,6-THBA показал, что метаболит не может проникать в клетки без помощи белка-транспортера, называемого SLC5A8.
Гунайе указывает, однако, что раковые клетки могут отключить транспортер белка с генетической мутацией. Это имеет защитный эффект, который позволяет раковым клеткам размножаться.
Дальнейшие тесты, включая некоторые с раковыми клетками, которые экспрессируют SLC5A8, показали, что 2,4,6-THBA был способен проникать в клетки, которые экспрессировали транспортный белок, но не могли получить доступ к клеткам, которые этого не делали.
Исследователи говорят, что эти результаты показывают, что 2,4,6-THBA нужен транспортер для ингибирования роста рака.
Гунайе объясняет, что метаболит флавоноидов, вероятно, имеет два способа помочь предотвратить рак. Первый способ заключается в том, что, замедляя скорость деления клеток, 2,4,6-THBA дает иммунным клеткам возможность локализовать и уничтожить раковые клетки.
Второй способ, которым 2,4,6-THBA, вероятно, помогает предотвратить рак, заключается в том, что, замедляя деление клеток, он дает клетке больше времени для восстановления любого повреждения ее ДНК.
Повреждение ДНК — это то, как происходят мутации, что повышает риск выхода клеток из-под контроля и возникновения опухолей.
Исследователи уже изучают, какие кишечные бактерии производят метаболиты из флавоноидов. Они предвидят возможность разработки пробиотиков, которые могли бы помочь предотвратить колоректальный рак.
«У нас так много лекарств для лечения рака, но почти нет лекарств для его предотвращения. Поэтому демонстрация 2,4,6-THBA в качестве защитного средства от колоректального рака имеет огромную потенциальную пользу для здоровья».
Джаярама Гунайе, доктор наук