Употребление фруктозы способствовало росту опухолей на животных моделях меланомы, рака молочной железы и рака шейки матки, однако она не питала сами опухоли напрямую. Это выявило новое исследование Вашингтонского университета в Сент-Луисе, 5 декабря опубликованное в журнале Nature.

Потребление фруктозы значительно возросло за последние пять десятилетий, в основном из-за широкого использования кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы в качестве подсластителя в напитках и пищевых продуктах, подвергшихся ультраобработке.

Ученые Вашингтонского университета обнаружили, что печень превращает фруктозу в питательные вещества, которые в том числе могут использовать раковые клетки. Это захватывающее открытие, которое может открыть новые возможности для лечения многих различных типов рака.

«Идея о том, что можно бороться с раком с помощью диеты, интригует», — заявил профессор химии в области искусств и наук Майкла и Таны Пауэлл Гэри Патти, также являющийся профессором генетики и медицины медицинского факультета Вашингтонского университета.

«Когда мы думаем об опухолях, мы склонны сосредотачиваться на пищевых компонентах, которые они непосредственно потребляют, — продолжил Патти. Вы вводите что-то в свое тело, а затем представляете, как опухоль поглощает это. Но человеческий организм более сложный: то, что вы употребляете в пищу, может быть поглощено здоровой тканью, а затем преобразовано во что-то еще, что используют уже опухоли».

«Наше первоначальное ожидание заключалось в том, что опухолевые клетки будут метаболизировать фруктозу так же, как глюкозу, напрямую используя ее молекулы для создания новых клеточных компонентов, например ДНК»,  — пояснил научный сотрудник лаборатории Патти и автор первого исследования Рональд Фаул-Грайдер. «Мы были удивлены тем, что фруктоза практически не метаболизируется в тестируемых нами типах опухолей. Мы быстро поняли, что сами по себе опухолевые клетки не рассказывают всей истории; не менее важна печень, которая превращает фруктозу в питательные вещества, которые могут использовать опухоли», — продолжил он.

Используя метаболомику, метод, который включает в себя определение профиля малых молекул при их движении через клетки и различные ткани организма, исследователи пришли к выводу, что одним из способов, которым высокий уровень потребления фруктозы способствует росту опухоли, является увеличение доступности липидов, циркулирующих в крови. Эти липиды являются строительными блоками клеточной мембраны, и для роста раковые клетки нуждаются в них.

«Мы изучили множество различных опухолей в различных тканях организма, и все они развивались по одному и тому же механизму», — сказал Патти.

Ученые давно признали, что раковые клетки имеют сильное сродство к глюкозе, простому сахару, который является предпочтительным источником энергии на основе углеводов. По химической структуре фруктоза аналогична глюкозе. Оба вещества представляют собой распространенные виды сахара с одинаковой химической формулой, но различаются по способу их метаболизма в организме. Глюкоза перерабатывается во всем организме, а фруктоза почти полностью метаболизируется в тонком кишечнике и печени. Оба сахара в естественном виде содержатся во фруктах, овощах, молочных продуктах и зерновых культурах.

Их также добавляют в качестве подсластителей во многие обработанные пищевые продукты.

В частности, в последние десятилетия в рацион американцев проникла фруктоза. Его предпочитают пищевая промышленность, потому что он слаще глюкозы. До 1960-х годов люди потребляли относительно мало фруктозы по сравнению с сегодняшними цифрами. Столетие назад средний человек потреблял всего 2-5 кг фруктозы в год, а в XXI веке это число увеличилось в 15 раз.

Исследователи из Университета Вашингтона хотели узнать больше о том, как фруктоза влияет на рост опухолей. Патти и Фаул-Грайдер начали свое исследование с того, что кормили животных с онкологическими опухолями пищей с высоким содержанием фруктозы, а затем измеряли, насколько быстро росли их опухоли. В итоге ученые обнаружили, что добавление фруктозы способствует росту опухоли без изменения массы тела, уровня сахара в крови натощак или уровня инсулина натощак.

«Мы были удивлены, увидев, что это оказало весьма значительное влияние; В некоторых случаях скорость роста опухолей вырастает вдвое и даже более раз, — пояснила Патти. Употребление большого количества фруктозы явно очень вредно для прогрессирования этих опухолей». Но следующий шаг в их экспериментах поначалу озадачил: когда Фаул-Грайдер попытался повторить версию этого теста, введя фруктозу изолированным раковым клеткам в чашке Петри, клетки на нее не отреагировали.

«В большинстве случаев они росли почти так же медленно, как если бы мы не давали им сахара», — отметила Патти.

После этого Патти и Фаул-Грайдер вернулись к изучению изменений в малых молекулах в крови животных, которых кормили диетой с высоким содержанием фруктозы. Используя метаболомику, они выявили повышенные уровни различных видов липидов, включая лизофосфатидилхолины (LPC). Дальнейшие тесты показали, что клетки печени, питающиеся фруктозой, выделяют много LPC.

«Интересно, что сами раковые клетки не могли легко использовать фруктозу в качестве питательного вещества, потому что они не экспрессировали правильные биохимические механизмы, — отметил Патти. А клетки печени делают это: это позволяет им превращать фруктозу в LPC, который они могут секретировать для подпитки опухолей».

Отличительной чертой рака является неконтролируемое размножение злокачественных клеток. Каждый раз, когда клетка делится, она должна воспроизводить свое содержимое, включая мембраны. Для этого требуется значительное количество липидов. Хотя липиды можно синтезировать с нуля, раковым клеткам гораздо проще просто взять липиды из окружающей среды.

«В последние годы стало ясно, что многие опухолевые клетки предпочитают поглощать липиды, а не производить их, — пояснил Патти. Осложнение состоит в том, что большинство липидов нерастворимы в крови и требуют довольно сложных механизмов транспорта. Но LPC уникальны: они могут обеспечить наиболее эффективный и действенный способ поддержки роста опухоли».

Интересно, что за тот же период времени, когда потребление фруктозы человеком кратно возросло, среди людей в возрасте до 50 лет все чаще стал распространяться ряд видов рака. Это поднимает вопрос о том, связаны ли эти тенденции.

Авторы исследования утверждают, что помимо диетического вмешательства это исследование может помочь разработать терапевтический метод, позволяющий предотвратить стимуляцию роста опухоли фруктозой с помощью лекарств.

«Следствием этих открытий является то, что мы не должны ограничиваться терапией, нацеленной только на больные клетки. Вместо этого мы можем подумать о том, чтобы нацелиться на метаболизм здоровых клеток для лечения рака. Это сработало с мышами в нашем исследовании, но мы хотели бы воспользоваться нашими наблюдениями и попытаться улучшить жизнь пациентов», — заключил Патти.

glavno.smi.today