- En nyudviklet molekylær sonde har gjort det muligt for forskere at se nitrogenoxid i tumormikromiljøer.
- Udviklerne af sonden så, at der hos mus var en sammenhæng mellem øgede nitrogenoxidniveauer, hvor tumorer udvikler sig, og en kost med højt fedtindhold.
- En sådan sammenhæng mellem diæter med højt fedtindhold og kræft kan føre til fremskridt inden for forebyggelse, diagnose og behandling.
En ny undersøgelse undersøger sammenhængen mellem kostfedt og nitrogenoxid (NO), hvis høje niveauer er blevet forbundet med inflammation.Betændelse er til gengæld blevet forbundet med kræft.
For at observere NO på et molekylært niveau udviklede forskere ved Chan Lab fra Beckman Institute for Advanced Science and Technology ved University of Illinois i Urbana-Champaign (UIUC) en molekylær sonde, der kan producere billeder dybt inde i kropsvæv.Kaldet BL660-NO gav sonden forfatterne af den nye undersøgelse et kig ind i tumormikromiljøer.
Forskerne bekræftede visuelt højere niveauer af NO i mus fodret med en kost med højt fedtindhold sammenlignet med mus på en kost med lavt fedtindhold.
Studiets ledende medforfatter, seniorforsker Dr.Anuj Yadav, siger, at de "forsøger at forstå, hvordan subtile ændringer i tumormikromiljøet påvirker kræftfremgang på molekylært niveau."
Undersøgelsen blev offentliggjort i ACS Central Science.
Sondering med BL660-NO
En molekylær sonde er en gruppe af atomer eller molekyler, der bruges til at analysere egenskaberne af andre molekyler ved at undersøge interaktionerne mellem sonden og molekylerne af interesse.BL660-NO er en NIR (nær-infrarød) bioluminescerende sonde.
Mens andre aktivitetsbaserede sensing (ABS) molekylære prober er blevet udviklet, er BL660-NO den første specialbyggede til billeddannelse af NO.
Professor Jefferson Chan, lektor i kemi vedUIUC og undersøgelsens hovedforsker siger:
”Vores gruppe har specialiseret sig i at lave designermolekyler, som giver os mulighed for at se på molekylære træk, der er usynlige for det blotte øje. Vi designer disse specialfremstillede molekyler for at opdage ting, der ikke tidligere var kendt."
Dr.Douglas D.Thomas, lektor ved Institut for Medicinalkemi og Farmakognosi ved UIUC, som ikke var involveret i undersøgelsen, fortalte Medical News Today:
"De har udviklet et potentielt nyttigt værktøj til at måle in vivo-niveauer af NO, hvilket ikke er let at gøre. Dette værktøj kan accelerere tempoet i forskningen vedrørende NO-associerede sygdomme, herunder kræftformer."
"Den bioluminescensbilleddannelsesbaserede probe vil være yderst nyttig til påvisning af NO i et tumormikromiljø," sagde Dr. Deepak Nagrath, lektor i biomedicinsk ingeniørvidenskab ved University of Michigan, som heller ikke var involveret i undersøgelsen.
"Specifikt, baseret på den nylige interesse for at forstå den synergistiske rolle af kost og kemoterapi, vil denne sonde kaste lys over den dynamik og heterogenitet, der eksisterer i kræftformene," sagde han til MNT.
Hvad BL660-NO så
Forskerne gennemførte en kostundersøgelse med BALB/c-mus, der bærer brystkræft.De mus, der spiste en kost med højt fedtindhold, hvor 60 % af kalorierne kom fra fedt, blev overvægtige og udviklede store tumorer.De fodrede kontrolgruppen med en diæt med 10 % fedt.De afbildede nitrogenoxidniveauer i begge grupper.
Forskerne så også en stigning i nitrogenoxid hos musene, der fik en kost med højt fedtindhold.
"Betydningen af dette er, at tumormikromiljøet er et meget komplekst system, og vi er virkelig nødt til at forstå det for at forstå, hvordan kræftfremgang virker," siger medforfatter af undersøgelsen Michael Lee, en studerende forsker i Chan Lab.
"Mange faktorer kan gå ind i dette fra kost til træning," siger Lee, "ydre faktorer, som vi ikke rigtig tager højde for, som vi bør, når vi overvejer kræftbehandlinger."
Dr.Thomas var ikke helt overbevist.
"Dette er potentielt interessante resultater. Dette er imidlertid et musestudie, og baseret på deres resultater tror jeg ikke, at man kan lave en kausal mekanistisk sammenhæng mellem en kost med højt fedtindhold, mængder af NO påvist og et værre resultat uden yderligere eksperimenter, sagde han.
Et komplekst link: nitrogenoxid og kræft
Mens undersøgelsen understøtter ideen om, at nitrogenoxid er påkrævet i et tumormikromiljø, bruges høje doser af det også i kemoterapi som et middel til at dræbe tumorceller.Dette viser, at sammenhængen mellem nitrogenoxid og kræft er kompleks.
Dr.Nagrath sagde, at nitrogenoxid virkede på "en bimodal måde" i kræftceller.
"En lav koncentration af NO understøtter tumorvækst, proliferation og metastasering, hvorimod en høj koncentration dræber kræftcellerne gennem DNA-skader og nitrosativ stress. Denne dobbelte rolle af NO kan også afhænge af diæt og tumormikromiljø," sagde han.
Dr.Thomas sagde, at forholdet mellem nitrogenoxid og tumorer syntes at være tumortypespecifikt.
"I nogle tilfælde korrelerer tilstedeværelsen af NO (eller de enzymer, der gør NO) til bedre patientprognose, men oftere er NO forbundet med mere aggressive kræftformer. Der er endda nogle eksperimentelle kræftterapier, der er designet til at levere NO til en tumor," sagde han.
Prof.Chan sagde, at takket være denne teknologi var de i stand til at få øje på dette manglende molekylære led.
"Nu hvor vi ved, at dette sker, hvordan forhindrer vi det, og hvordan forbedrer vi situationen?" han sagde.
