Пониженная температура подавляет рост опухоли у мышей

Раковые клетки нуждаются в большом количестве глюкозы. При понижении температуры окружающей среды в организме мышей с раковыми опухолями активировался бурый жир, что сопровождалось подавлением роста опухоли. При увеличении температуры, а также добавлении в пищу большого количества глюкозы рост опухолей возобновлялся.

Credit:
123rf.com

Раковые клетки требуют большого количества глюкозы для своей жизнедеятельности. Переработка глюкозы происходит путем аэробного гликолиза, происходящего в 10–100 раз быстрее, чем полное окисление глюкозы. Это подтверждается в том числе экспрессией генов, связанных с гликолизом, которая усиливается в 70% случаев при онкозаболеваниях. Бурая жировая ткань, ответственная за обогрев организма при низких температурах, также потребляет большое количество глюкозы. Активация термогенеза в буром жире представляет интерес для создания конкуренции в потреблении глюкозы с раковыми клетками и ингибирования роста опухолей.

Ученые из Швеции, Китая и Японии исследовали влияние пониженной температуры на развитие опухолей у мышей с колоректальным раком, фибросаркомой, раком поджелудочной и молочной желез и меланомой. У мышей, живущих при температуре +4 ℃, рост опухолей существенно замедлялся. Они жили в два раза дольше по сравнению с мышами, содержащимися при температуре +30 ℃. При температуре +22 ℃, обычной для содержания лабораторных мышей, не было замечено никаких изменений в развитии опухолей. Ученые показали, что при +4 ℃ большая часть глюкозы потреблялась бурым жиром для обогрева тела, в то время как поступление глюкозы в опухоль было значительно снижено.

При удалении бурого жира из организма или нарушении синтеза UCP1, белка, участвующего в выработке тепла при активации бурого жира, положительное воздействие холода пропадало, и рост опухолей ускорялся. Такой же эффект наблюдался и при потреблении корма с высоким содержанием глюкозы: увеличивалась экспрессия GLUT1, белка-переносчика глюкозы, и активировался сигнальный путь PI3K–AKT, предохраняющего раковые клетки от гибели.

У человека бурый жир присутствует в основном в области шеи и лопаток. При анализе ПЭТ (позитронно-эмиссионной томография) шести здоровых добровольцев, которые в течение шести часов в день на протяжении двух недель находились при температуре +16 ℃, наблюдалась активация бурого жира по сравнению с добровольцами, находившимися при температуре +28 ℃. Также в исследовании принимал участие пациент с раком. Он находился в помещении с температурой +22 ℃ в течении недели, а затем четыре дня — в помещении с температурой +28 ℃ градусов. ПЭТ показала усиление активности бурого жира и снижение поглощения глюкозы опухолью при температуре +22 ℃ по сравнению с +28 ℃.

Таким образом, сочетание пониженной температуры с низким употреблением глюкозы запускает активацию бурого жира и замедляет рост опухолевых клеток. Авторы исследования говорят о новых перспективах в лечении рака. 

Источник:

Seki T., et al. Brown-fat-mediated tumour suppression by cold-altered global metabolism // Nature. Published online 03 August 2022. DOI: 10.1038/s41586-022-05030-3

Добавить в избранное