Ученые превратили белые жировые клетки, хранящие энергию, в бурые жировые клетки, сжигающие калории. После имплантации они обогнали раковые клетки в борьбе за ресурсы, победив в лабораторных экспериментах пять различных видов злокачественных клеток.
Липосакция и пластическая хирургия редко упоминаются в одном ряду с раком.
Но именно они послужили вдохновением для нового подхода к лечению рака, в котором используются сконструированные жировые клетки, способные лишить опухоли питания.
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско использовали технологию редактирования генов CRISPR, чтобы превратить обычные белые жировые клетки в «бурые», которые жадно потребляют калории для выработки тепла. Затем эти клетки имплантировали вблизи опухолей, подобно тому, как пластические хирурги вводят жир из одной части тела, чтобы увеличить другую. Жировые клетки поглощали все питательные вещества, в результате чего большинство опухолевых клеток погибало от голода. Этот подход сработал даже тогда, когда жировые клетки были имплантированы мышам вдали от мест их опухолей.
«Мы уже привычно удаляем жировые клетки с помощью липосакции и вводим их обратно с помощью пластической хирургии», — говорит Nadav Ahituv (Надав Ахитув), доктор философии, директор Института генетики человека UCSF и профессор кафедры биоинженерии и терапевтических наук. Он является ведущим автором работы, опубликованной в феврале в журнале Nature Biotechnology. — Этими жировыми клетками можно легко и безопасно управлять в лаборатории и помещать обратно в организм, что делает их привлекательной платформой для клеточной терапии, в том числе рака».
Ахитув и его коллеги уже знали об исследованиях, которые показали, что воздействие холода может подавлять рак у мышей. Ученые пришли к выводу, что раковые клетки голодают, потому что холод активизирует клетки бурого жира, которые используют питательные вещества для производства тепла.
Но лечение холодом не подходит для онкологических пациентов с ослабленным здоровьем.
Поэтому Ахитув и коллеги обратились к идее использования бурого жира, полагая, что смогут сконструировать его таким образом, чтобы он сжигал достаточно калорий даже в отсутствие холода, лишая опухоли топлива, необходимого им для роста.
Ученые исследовали гены, которые дремлют в белых жировых клетках, но активны в бурых жировых клетках, в надежде найти те, которые превратят белые жировые клетки в наиболее голодные бурые жировые клетки.
Ген под названием UCP1 оказался на первом месте.
Затем исследователи вырастили бурые жировые клетки с геном UCP1 вместе с раковыми клетками в чашке Петри. Раковые клетки находились на дне, а жировые клетки над ними, в отдельных отсеках, которые держали клетки отдельно друг от друга, но заставляли их обмениваться питательными веществами.
Результаты были поразительными.
“В нашем самом первом эксперименте выжило очень мало раковых клеток. Мы подумали, что что-то напутали — мы были уверены, что это ошибка. Поэтому мы повторили эксперимент несколько раз, и все время наблюдали тот же эффект”.
Надав Ахитув, главный исследователь
Бурые жировые клетки противостояли двум разным типам клеток рака молочной железы, а также клеткам рака толстой кишки, поджелудочной железы и предстательной железы.
Но исследователи все еще не знали, будут ли имплантированные клетки бурого жира работать в реальных условиях.
Чтобы проверить, как они будут работать в человеческих тканях, ученые собрали образцы мастэктомий молочной железы, содержащих как жировые, так и раковые клетки.
Поскольку в молочной железе много жира, ученые решили брать жир у одной и той же пациентки, модифицировать его и выращивать в одной лунке с собственными клетками рака молочной железы этой пациентки.
Эти клетки бурого жира от той же пациентки справились с раковыми клетками молочной железы в чашках Петри и при их совместной имплантации в мышиные модели.
Зная, что у раковых опухолей есть свои предпочтения в питании, исследователи сконструировали жир таким образом, чтобы он потреблял определенные питательные вещества. Например, некоторые формы рака поджелудочной железы “любят” уридин. Поэтому они запрограммировали жир на потребление только уридина, и он легко победил клетки рака поджелудочной железы.
Это говорит о том, что жир можно адаптировать к пищевым предпочтениям любого типа рака.
Жировые клетки имеют много преимуществ, когда речь идет о клеточной терапии.
Их легко получить от пациентов. Они хорошо растут в лаборатории, и их можно сконструировать так, чтобы они экспрессировали различные гены и выполняли различные биологические функции. Они хорошо ведут себя после возвращения в организм, не покидая места имплантации и взаимодействуя с иммунной системой.
Этот факт подтверждается десятилетиями прогресса в пластической хирургии.
Жировые клетки также можно запрограммировать на подачу сигналов или выполнение более сложных задач. Их способность побеждать рак, даже когда они не находятся рядом с опухолью, может оказаться бесценной для лечения труднодоступных видов рака, таких как глиобластома, поражающая мозг, а также многих других заболеваний.
Пожалуйста, оцените работу МедТур