Питательные вещества, содержащиеся в говядине и молочных продуктах, улучшают иммунный ответ на рак

Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Чикагского университета (University of Chicago), транс-вакценовая кислота (ТВК), длинноцепочечная жирная кислота, содержащаяся в мясе и молочных продуктах пасущихся животных, таких как коровы и овцы, улучшает способность CD8 + Т-клеток проникать в опухоли и убивать раковые клетки.

Исследование «Транс-вакценовая кислота перепрограммирует CD8 + Т-клетки и противоопухолевый иммунитет» (“Trans-vaccenic acid reprograms CD8+ T cells and anti-tumor immunity”), опубликованное в научном журнале Nature, также показывает, что пациенты с более высокими уровнями ТВК, циркулирующими в крови, лучше реагировали на иммунотерапию, что позволяет предположить, что она может иметь потенциал в качестве пищевой добавки для дополнения клинического лечения рака.

«Существует множество исследований, пытающихся расшифровать связь между питанием и здоровьем человека, и очень сложно понять основные ее механизмы из-за большого разнообразия продуктов, которые люди потребляют в пищу. Но если мы сосредоточимся только на питательных веществах и метаболитах, получаемых из пищи, мы начнём понимать, как они влияют на физиологию и патологию», — комментирует Цзин Чен (Jing Chen), заслуженный профессор медицины в Калифорнийском университете в Чикаго и один из старших авторов исследования.

«Сосредоточив внимание на питательных веществах, которые могут активировать реакцию Т-клеток, мы нашли то, которое действительно повышает противоопухолевый иммунитет, активируя важный иммунный путь».

Поиск питательных веществ, которые активируют иммунные клетки

Лаборатория Чена сосредоточена на понимании того, как метаболиты, питательные вещества и другие молекулы, циркулирующие в крови, влияют на развитие рака и реакцию на лечение рака.

Для нового исследования ученые Хао Фань (Hao Fan) и Сиюань Ся (Siyuan Xia) начали с базы данных, содержащей около 700 известных метаболитов, поступающих с пищей, и собрали библиотеку соединений «питательных веществ в крови», состоящую из 235 биоактивных молекул, полученных из питательных веществ.

Ученые проанализировали соединения в этой новой библиотеке на их способность влиять на противоопухолевый иммунитет путем активации CD8 + Т-клеток, группы иммунных клеток, критически важных для уничтожения раковых или инфицированных вирусом клеток.

После того, как ученые оценили шесть лучших кандидатов в клетках человека и мыши, то обнаружили, что ТВК работает лучше всего. ТВК — самая распространенная транс-жирная кислота, присутствующая в грудном молоке, но организм не может производить ее самостоятельно. Только около 20% ТВК расщепляется на другие побочные продукты, а 80% циркулирует в крови. «Это означает, что она должна делать что-то еще, поэтому мы начали над этим работать дальше», — объясняет Чен.

Затем исследователи провели серию экспериментов с клетками и моделями мышей различных типов опухолей. Кормление мышей диетой, обогащенной ТВК, значительно снижало потенциал роста опухолей меланомы и клеток рака толстой кишки по сравнению с мышами, получавшими контрольную диету. Диета, обогащенная ТВК, также повысила способность CD8 + Т-клеток проникать в опухоли.

Команда ученых также провела серию молекулярных и генетических анализов, чтобы понять, как ТВК влияет на Т-клетки. В их число входит новый метод мониторинга транскрипции одноцепочечной ДНК, называемый секвенированием одноцепочечной ДНК с помощью кетоксала, или KAS-seq, разработанный Чуаном Хэ (Chuan He), заслуженным профессором химии в Калифорнийском университете в Чикаго и старшим автором исследования.

Эти дополнительные анализы, проведенные лабораториями Чена и Хэ, показали, что ТВК инактивирует рецептор на поверхности клеток, называемый GPR43, который обычно активируется короткоцепочечными жирными кислотами, часто продуцируемыми кишечной микробиотой. ТВК подавляет эти короткоцепочечные жирные кислоты и активирует клеточный сигнальный процесс, известный как путь CREB, который участвует в различных функциях, включая клеточный рост, выживание и дифференцировку.

Команда ученых также показала, что мышиные модели, в которых рецептор GPR43 был удален исключительно из CD8 + Т-клеток, также не обладали улучшенной способностью бороться с опухолью.

Ученые сотрудничали с Джастином Клайном (Justin Kline), профессором медицины в Калифорнийском университете в Чикаго, для анализа образцов крови, взятых у пациентов, проходящих лечение лимфомы CAR-T-клеточной иммунотерапией.

Авторы исследования обнаружили, что пациенты с более высоким уровнем ТВК, как правило, лучше реагировали на лечение, чем пациенты с более низким уровнем. Ученые также исследовали клеточные линии лейкемии и выяснили, что ТВК усиливает способность иммунотерапевтического препарата убивать лейкозные клетки.

Сосредоточьтесь на питательных веществах, а не на еде

Исследование предполагает, что ТВК можно использовать в качестве пищевой добавки для различных методов лечения рака на основе Т-клеток, хотя Чен отмечает, что важно определить оптимизированное количество самого питательного вещества, а не источника пищи.

Появляется все больше данных о вредном воздействии на здоровье употребления слишком большого количества красного мяса и молочных продуктов, поэтому это исследование не следует воспринимать как предлог для того, чтобы употреблять в пищу больше чизбургеров и пиццы; скорее, это указывает на то, что питательные добавки, такие как ТВК, могут использоваться для стимулирования активности Т-клеток. Чен считает, что могут быть и другие питательные вещества, способные сделать то же самое.

«Есть ранние данные, показывающие, что другие жирные кислоты из растений передают сигнал через аналогичный рецептор, поэтому мы считаем, что существует высокая вероятность того, что питательные вещества из растений могут делать то же самое, активируя путь CREB», — добавляет автор исследования.

Новое исследование также подчеркивает перспективность этого «метаболомного» подхода к пониманию того, как строительные блоки диеты влияют на наше здоровье. Чен отметил, что его команда надеется создать обширную библиотеку питательных веществ, циркулирующих в крови, чтобы понять их влияние на иммунитет и другие биологические процессы, такие как старение.

«После миллионов лет эволюции осталось всего лишь пара сотен метаболитов, полученных из пищи, которые в конечном итоге циркулируют в крови, а это означает, что они могут иметь определенное значение в нашей биологии», — заключает Чен. «Видеть, что одно питательное вещество, такое как ТВК, имеет очень целенаправленный механизм воздействия на целевой тип иммунных клеток, с очень глубокой физиологической реакцией на уровне всего организма, — это действительно удивительно и интригующе».

Авторы другого исследования утверждают, что диета с высоким содержанием насыщенных жиров может перепрограммировать иммунные клетки.