- Недавно разработанный молекулярный зонд позволил исследователям увидеть оксид азота в микроокружении опухоли.
- Разработчики зонда увидели, что у мышей существует связь между повышенным уровнем оксида азота, при котором развиваются опухоли, и диетой с высоким содержанием жиров.
- Такая связь между диетой с высоким содержанием жиров и раком может привести к прогрессу в профилактике, диагностике и лечении.
Новое исследование исследует связь между диетическим жиром и оксидом азота (NO), высокий уровень которого связан с воспалением.Воспаление, в свою очередь, связано с раком.
Чтобы наблюдать NO на молекулярном уровне, исследователи из лаборатории Чана Института передовых наук и технологий Бекмана при Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC) разработали молекулярный зонд, который может производить изображения глубоко внутри тканей тела.Зонд, названный BL660-NO, позволил авторам нового исследования заглянуть внутрь микроокружения опухоли.
Исследователи визуально подтвердили более высокие уровни NO у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, по сравнению с мышами, получавшими диету с низким содержанием жиров.
Ведущий соавтор исследования, старший научный сотрудник, д.Анудж Ядав говорит, что они «пытаются понять, как тонкие изменения в микроокружении опухоли влияют на прогрессирование рака на молекулярном уровне».
Исследование было опубликовано в ACS Central Science.
Зондирование с помощью BL660-NO
Молекулярный зонд — это группа атомов или молекул, которая используется для анализа свойств других молекул путем изучения взаимодействий между зондом и интересующими молекулами.BL660-NO — это биолюминесцентный датчик NIR (ближнего инфракрасного диапазона).
В то время как другие молекулярные зонды, основанные на активности (ABS), были разработаны, BL660-NO является первым, специально созданным для визуализации NO.
Профессор Джефферсон Чан, адъюнкт-профессор химии вUIUC и главный исследователь исследования говорит:
«Наша группа специализируется на создании дизайнерских молекул, что позволяет нам смотреть на молекулярные особенности, невидимые невооруженным глазом. Мы разрабатываем эти молекулы на заказ, чтобы открывать вещи, которые ранее не были известны».
Др.Дуглас Д.Томас, доцент кафедры медицинской химии и фармакогнозии UIUC, не участвовавший в исследовании, рассказал Medical News Today:
«Они разработали потенциально полезный инструмент для измерения уровня NO в естественных условиях, что сделать непросто. Этот инструмент может ускорить темпы исследований заболеваний, связанных с NO, включая рак».
«Зонд на основе биолюминесцентной визуализации будет чрезвычайно полезен для обнаружения NO в микроокружении опухоли, — сказал доктор Дипак Награт, доцент кафедры биомедицинской инженерии Мичиганского университета, который также не участвовал в исследовании.
«В частности, основываясь на недавнем интересе к пониманию синергетической роли диеты и химиотерапии, это исследование прольет свет на динамику и гетерогенность, которые существуют при раке», — сказал он MNT.
Что видел BL660-NO
Исследователи провели исследование диеты с использованием мышей BALB/c с раком молочной железы.Мыши, которые ели диету с высоким содержанием жиров, в которой 60% калорий приходилось на жиры, страдали ожирением, и у них развились большие опухоли.Они кормили контрольную группу диетой с 10% жира.Они визуализировали уровни оксида азота в обеих группах.
Исследователи также наблюдали увеличение оксида азота у мышей, которых кормили пищей с высоким содержанием жиров.
«Смысл этого в том, что микроокружение опухоли — очень сложная система, и нам действительно нужно понять ее, чтобы понять, как работает прогрессирование рака», — говорит соавтор исследования Майкл Ли, студент-исследователь из лаборатории Чана.
«На это может повлиять множество факторов, от диеты до физических упражнений, — говорит Ли, — внешние факторы, которые мы на самом деле не принимаем во внимание, но должны принимать во внимание, когда рассматриваем лечение рака».
Др.Томас не был полностью убежден.
«Это потенциально интересные результаты. Тем не менее, это исследование на мышах, и, основываясь на их результатах, я не думаю, что вы можете установить причинно-следственную механистическую связь между диетой с высоким содержанием жиров, количеством обнаруженного NO и худшим результатом без дальнейших экспериментов», — сказал он.
Сложная связь: оксид азота и рак
Хотя исследование подтверждает идею о том, что оксид азота необходим в микроокружении опухоли, его высокие дозы также используются в химиотерапии в качестве средства уничтожения опухолевых клеток.Это показывает, что связь между оксидом азота и раком сложна.
Др.Награт сказал, что оксид азота действует «бимодальным образом» на раковые клетки.
«Низкая концентрация NO поддерживает рост, пролиферацию и метастазирование опухоли, тогда как высокая концентрация убивает раковые клетки за счет повреждения ДНК и нитрозативного стресса. Эта двойная роль NO может также зависеть от диеты и микроокружения опухоли», — сказал он.
Др.Томас сказал, что взаимосвязь между оксидом азота и опухолями, по-видимому, зависит от типа опухоли.
«В некоторых случаях присутствие NO (или ферментов, образующих NO) коррелирует с лучшим прогнозом для пациента, но чаще NO связан с более агрессивным раком. Есть даже некоторые экспериментальные противораковые препараты, предназначенные для доставки NO в опухоль», — сказал он.
проф.Чан сказал, что благодаря этой технологии им удалось обнаружить недостающее молекулярное звено.
«Теперь, когда мы знаем, что это происходит, как нам предотвратить это и как улучшить ситуацию?» он сказал.
