"Цукровий щит": як високий рівень глюкози допомагає раковим клітинам маскуватися від імунітету

Науковці з'ясували, що високий рівень глюкози в крові допомагає раковим клітинам маскуватися від імунітету. Вони створюють навколо себе щільне покриття, багате на цукри, що ускладнює імунну відповідь.

Блокування цього механізму може зробити ракові клітини більш вразливими для розпізнавання та знищення імунною системою.

Про це йдеться у дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, повідомляє Science Daily.

Оскільки ракові клітини маскуються за допомогою щільного шару з цукрових молекул, науковці вирішили з'ясувати, які умови сприяють побудові цього захисного покриву.

Виявилося, що зміни у мікросередовищі пухлини – суміші імунних клітин, сполучної тканини, судин і білків – впливають на здатність ракових клітин до маскування.

Як високий рівень глюкози потовщує захисний шар клітин?

Однією з типових змін у пухлинах є зниження окислювального метаболізму глюкози. Попередні дослідження довели, що цей зсув залежить від наявності поживних речовин навколо клітин.

Щоб дослідити цей процес краще, науковці вирощували ракові клітини в різних умовах, імітуючи жорсткість пухлинної тканини та склад поживних речовин людського організму. Обидва типи випробовували як за нормального, так і за підвищеного рівня глюкози.

З'ясувалося, що захисна цукрова оболонка із вуглеводів – глікокалікс – стає товстішою за умов надлишку глюкози й максимального відтворення середовища всередині людського організму.

"Ми помітили, що зміна складу фізіологічного середовища та доступних метаболітів розкриває відмінну біологію метаболізму для нормальних і пухлинних клітин", – зазначив провідний автор дослідження, доктор філософії Кевін Тарп.

Щоб зрозуміти, чому надлишок глюкози призводить до потовщення глікокаліксу, вчені дослідили, які саме білки стають активнішими за умов підвищеного цукру в крові.

Експерименти вказали на білок HSF1, відомий своєю роллю в адаптації клітин до високих температур та інших стресів. Раніше HSF1 також пов'язували з прогресуванням раку молочної залози.

Вчені довели, що наявність або відсутність HSF1 змінює склад молекул, які продукують клітини під час формування "цукрового щита".

Тобто препарати, спрямовані на пригнічення HSF1, потенційно можуть зменшувати товщину глікокаліксу і тим самим знімати з ракових клітин маскувальний бар'єр.

"Наші висновки свідчать, що зміни у функціонуванні мітохондрій призводять до синтезу цукрових молекул на поверхні клітин, які заважають імунітету розпізнавати й знищувати рак.

Тепер відкривається величезна перспектива для розробки ліків, здатних здерти цей поверхневий шар. Ми вважаємо це надзвичайно ефективною стратегією для боротьби з метастатичними хворобами та підвищення ефективності імунотерапії", – вважає автор роботи.

Дослідження набуває особливої актуальності на тлі зростання поширеності метаболічного синдрому та діабету 2 типу.

За словами провідного автора Кевіна Тарпа, обидва стани супроводжуються гіперглікемією – підвищеним рівнем цукру в крові, що дедалі частіше стає фактором ризику для онкохворих. Нове дослідження вперше пояснює біологічний механізм цього зв'язку.

Раніше вчені виявили зв'язок між фруктозою і поширенням агресивної форми раку яєчників. Ракові клітини, які вижили після хіміотерапії, можуть виділяти молекули, що змушують сусідні клітини легше відокремлюватися від пухлини та поширювати метастази.