Przełomowy model "sztucznej krwi"
Naukowcy z Princeton University chcieli sprawdzić, jak obecne we krwi substancje zależne od diety wpływają na rozwój raka piersi.
– Zastosowaliśmy podejście polegające na tworzeniu identycznych, inżynieryjnie zaprojektowanych guzów i hodowaniu ich w warunkach naśladujących skład krwi pacjentów stosujących różne diety – wyjaśnia Celeste M. Nelson, autorka pracy opublikowanej w piśmie „APL Bioengineering”. – Mieliśmy nadzieję zidentyfikować warunki dietetyczne, które spowolnią wzrost nowotworu. Zamiast tego odkryliśmy jeden schemat żywieniowy – dietę wysokotłuszczową – który przyspieszał wzrost guza.
Jej zespół opracował model guza z wykorzystaniem pożywki przypominającej ludzkie osocze, aby odtworzyć możliwie realistyczne mikrośrodowisko wokół nowotworu. Pozwoliło to sprawdzać biochemiczne efekty składników odżywczych pochodzących z pożywienia.
Realistyczne warunki kontra tradycyjne hodowle
Naukowcy tłumaczą, że we wcześniejszych badaniach analizujących wpływ składników odżywczych z pożywienia na nowotwory trudno było odtworzyć stały przepływ substancji odżywczych wokół komórek.
– Komórki zwykle hoduje się w pożywkach nasyconych cukrami i innymi związkami biochemicznymi na poziomach, które nie odpowiadają temu, co obserwuje się w organizmie człowieka. Nasze badanie pokazuje, że komórki nowotworowe zachowują się inaczej, gdy są hodowane w pożywce odzwierciedlającej skład biochemiczny ludzkiego osocza – podkreśla prof. Nelson.
Dzięki temu można było wyizolować konkretne składniki i ich działanie oraz szczegółowo przeanalizować przeprogramowanie metaboliczne zachodzące w komórkach.
Tłuszcz a agresywność nowotworu
Badanie koncentrowało się na tzw. potrójnie ujemnym raku piersi, podtypie szczególnie trudnym do leczenia standardowymi metodami. Naukowcy szczegółowo przeanalizowali strukturę, wzrost i rozprzestrzenianie się komórek nowotworowych oraz to, jak cechy te różnią się w czterech odmiennych standardach dietetycznych – przy wysokim poziomie insuliny, wysokim stężeniu glukozy, wysokim poziomie ciał ketonowych oraz przy diecie wysokotłuszczowej.
Odkryli, że dieta wysokotłuszczowa przyspiesza wzrost i inwazyjność nowotworu. Stwierdzili również, że powoduje ona wzrost poziomu enzymu MMP1, który degraduje macierz zewnątrzkomórkową i jest związany z niekorzystnym rokowaniem.
Dieta wspierająca chemioterapię?
Na podstawie uzyskanych wyników naukowcy będą mogli zastosować swoją metodę do innych podtypów raka piersi oraz odmiennych scenariuszy badawczych.
– Planujemy wykorzystać ten sam system, aby określić, czy nowotwory reagują inaczej na chemioterapię, gdy są hodowane w pożywkach naśladujących różne reżimy dietetyczne. Pozwoliłoby to lekarzom potencjalnie formułować zalecenia dotyczące tego, co pacjent powinien jeść w przypadku przepisania konkretnej terapii – mówi prof. Nelson.
