- Nowo opracowana sonda molekularna pozwoliła naukowcom zobaczyć tlenek azotu w mikrośrodowisku guza.
- Twórcy sondy zauważyli, że u myszy istnieje związek między podwyższonym poziomem tlenku azotu, w którym rozwijają się nowotwory, a dietą wysokotłuszczową.
- Taki związek między dietą wysokotłuszczową a rakiem może prowadzić do postępów w profilaktyce, diagnostyce i leczeniu.
Nowe badanie analizuje związek między tłuszczem w diecie a tlenkiem azotu (NO), którego wysoki poziom powiązano ze stanem zapalnym.Z kolei stan zapalny jest powiązany z rakiem.
Aby zaobserwować NO na poziomie molekularnym, naukowcy z Chan Lab z Beckman Institute for Advanced Science and Technology na University of Illinois w Urbana-Champaign (UIUC) opracowali sondę molekularną, która może wytwarzać obrazy głęboko w tkance ciała.Sonda o nazwie BL660-NO umożliwiła autorom nowego badania spojrzenie na mikrośrodowiska guza.
Naukowcy wizualnie potwierdzili wyższy poziom NO u myszy karmionych dietą wysokotłuszczową w porównaniu z myszami na diecie niskotłuszczowej.
Główny współautor badania, starszy pracownik naukowy dr.Anuj Yadav mówi, że „próbują zrozumieć, jak subtelne zmiany w mikrośrodowisku guza wpływają na progresję raka na poziomie molekularnym”.
Badanie zostało opublikowane w ACS Central Science.
Sondowanie z BL660-NO
Sonda molekularna to grupa atomów lub cząsteczek, która jest używana do analizy właściwości innych cząsteczek poprzez badanie interakcji między sondą a cząsteczkami będącymi przedmiotem zainteresowania.BL660-NO to bioluminescencyjna sonda NIR (bliskiej podczerwieni).
Podczas gdy opracowano inne sondy molekularne z wykrywaniem aktywności (ABS), BL660-NO jest pierwszą stworzoną specjalnie do obrazowania NO.
Profesor Jefferson Chan, docent chemii wUIUC i główny badacz badania mówi:
„Nasza grupa specjalizuje się w tworzeniu designerskich cząsteczek, co pozwala nam przyjrzeć się cechom molekularnym niewidocznym gołym okiem. Projektujemy te wykonane na zamówienie molekuły, aby odkrywać rzeczy, które nie były wcześniej znane”.
Dr.Douglas D.Thomas, profesor nadzwyczajny na Wydziale Chemii Medycznej i Farmakognozji UIUC, który nie był zaangażowany w badanie, powiedział Medical News Today:
„Opracowali potencjalnie przydatne narzędzie do pomiaru poziomu NO in vivo, co nie jest łatwe. To narzędzie może przyspieszyć tempo badań dotyczących chorób związanych z NO, w tym nowotworów.”
„Sonda oparta na obrazowaniu bioluminescencyjnym będzie niezwykle przydatna do wykrywania NO w mikrośrodowisku guza”, powiedział dr Deepak Nagrath, profesor inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Michigan, który również nie był zaangażowany w badanie.
„W szczególności, w oparciu o niedawne zainteresowanie zrozumieniem synergistycznej roli diety i chemioterapii, ta sonda rzuci światło na dynamikę i niejednorodność występujące w nowotworach” – powiedział MNT.
Co widział BL660-NO
Naukowcy przeprowadzili badanie diety na myszach BALB/c przenoszących raka piersi.Myszy, które stosowały dietę wysokotłuszczową, w której 60% kalorii pochodziło z tłuszczu, stały się otyłe i rozwinęły duże guzy.Karmili grupę kontrolną dietą zawierającą 10% tłuszczu.Zobrazowali poziom tlenku azotu w obu grupach.
Naukowcy zaobserwowali również wzrost tlenku azotu u myszy karmionych dietą wysokotłuszczową.
„Implikacja z tego jest taka, że mikrośrodowisko guza jest bardzo złożonym systemem i naprawdę musimy to zrozumieć, aby zrozumieć, jak działa progresja raka” – mówi współautor badania Michael Lee, student naukowy w Chan Lab.
„Wiele czynników może wpłynąć na to, od diety po ćwiczenia”, mówi Lee, „czynniki zewnętrzne, których tak naprawdę nie bierzemy pod uwagę, a które powinniśmy, gdy rozważamy leczenie raka”.
Dr.Thomas nie był do końca przekonany.
„Są to potencjalnie interesujące wyniki. Jednak jest to badanie na myszach i na podstawie ich wyników nie sądzę, aby można było powiązać przyczynowo-mechaniczny związek między dietą wysokotłuszczową, ilością wykrytego NO i gorszym wynikiem bez dalszych eksperymentów” – powiedział.
Złożone połączenie: tlenek azotu i rak
Chociaż badanie potwierdza pogląd, że tlenek azotu jest niezbędny w mikrośrodowisku guza, wysokie dawki są również stosowane w chemioterapii jako środek do zabijania komórek nowotworowych.To pokazuje, że związek między tlenkiem azotu a rakiem jest złożony.
Dr.Nagrath powiedział, że tlenek azotu działał „w sposób bimodalny” w komórkach rakowych.
„Niskie stężenie NO wspomaga wzrost guza, proliferację i przerzuty, podczas gdy wysokie stężenie zabija komórki rakowe poprzez uszkodzenie DNA i stres nitrosatywny. Ta podwójna rola NO może również zależeć od diety i mikrośrodowiska guza” – powiedział.
Dr.Thomas powiedział, że związek między tlenkiem azotu a guzami wydaje się być specyficzny dla typu nowotworu.
„W niektórych przypadkach obecność NO (lub enzymów wytwarzających NO) koreluje z lepszymi rokowaniami dla pacjentów, ale częściej NO wiąże się z bardziej agresywnymi nowotworami. Istnieją nawet eksperymentalne leki przeciwnowotworowe, które mają dostarczać NO do guza” – powiedział.
prof.Chan powiedział, że dzięki tej technologii byli w stanie wykryć brakujące ogniwo molekularne.
„Teraz, gdy wiemy, że tak się dzieje, jak temu zapobiec i jak poprawić sytuację?” powiedział.
