Авторы нового исследования обнаружили ключевое связующее звено между опухолью и метаболическим перепрограммированием при раковой кахексии — крайним истощением организма вследствие онкологического заболевания.
Китайские медики из Пекинского университета, Центральной больницы Дачжоу и Нанкинского института трансляционной медицины вместе с коллегой из Института медицинских открытий Сэнфорда Бернхэма Пребиса в Ла-Холье (США) провели эксперименты на моделях мыши и выяснили, что приводит к развитию кахексии у пациентов с раком. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Metabolism.
Кахексия — патологическое состояние, проявляющееся предельной степенью потери веса за счет мышечной и жировой ткани, слабостью и нарушением жизненно-важных процессов — встречается у 50-80% раковых больных и в 20% случаев приводит к их смерти. Она связана с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), сердечной недостаточностью, болезнью почек, инфекционными и воспалительными заболеваниями. Среди основных причин кахексии называли избыток цитокинов, белка миостатина и глюкокортикоидов, а также дефицит тестостерона и инсулиноподобного фактора роста 1. Но механизм, ответственный за запуск этого метаболического синдрома, оставался неясным.
Авторы нового исследования проверяли уровни метаболитов — продуктов метаболизма — в крови самцов лабораторных мышей в возрасте 8-10 недель с кахексией, вызванной наличием карциномы легкого Льюиса. Животных предварительно распределили на две группы, одна из которых была контрольной и получала плацебо вместо раковых клеток. После эксперимента грызунов умерщвляли.
Изучение образцов подопытных помогло определить лактат — продукт клеточного метаболизма, производную молочной кислоты — как главный метаболит, уровень которого тесно коррелировал со снижением массы тела. Точнее, речь шла о его рецепторе GPR81.
Когда ученые имплантировали животным человеческие раковые клетки, выяснилось, что повышенный уровень лактата благодаря GPR81 провоцирует обширную трансформацию белой жировой ткани (состоит преимущественно из белых адипоцитов), включая ее потемнение и липолиз — процесс расщепления жиров на жирные кислоты. В итоге происходила потеря массы тела.
«Наши результаты показали, что рецептор GPR81 — ключевое связующее звено между опухолью и метаболическим перепрограммированием при раковой кахексии. Мы также продемонстрировали, что катаболическое ремоделирование белой жировой ткани — это раннее патологическое состояние при раковой кахексии, хотя атрофия скелетных мышц выступает основным фактором нарушения физического функционирования у пациентов с кахексией. Судя по нашим наблюдениям, у некоторых раковых больных потеря жира может происходить и без снижения мышечной массы. О существенной роли потери жировой ткани в развитии раковой кахексии также свидетельствует тот факт, что истощение ключевых ферментов липолиза облегчает кахексические фенотипы у мышей», — добавили ученые.
Хронического увеличения уровня лактата в крови было достаточно, чтобы вызвать «побурение» белой жировой ткани (превращение в бурую), липолиз, атрофию мышц и, наконец, похудение — это подтвердилось и при анализе метаболитов у мужчин и женщин с кахексией. Уровень этого продукта клеточного метаболизма заметно снизился после удаления опухолей легких: на основе этого ученые предположили, что опухоль — главная причина повышенного уровня лактата в крови, хотя инфузии лактата оказалось достаточно для запуска кахесии у грызунов без опухолей.
Следовательно, если научиться воздействовать на рецептор GPR81, можно получить способ лечения такого опасного для жизни раковых больных осложнения. Однако для этого понадобятся дальнейшие исследования.
Автор: Мария Азарова