По оценкам, почти треть всех смертей от рака вызвана не самим раком, а кахексией - изнурительным мышечно-истощающим синдромом, который поражает примерно 80% пациентов с раковыми заболеваниями. Кахексия связана с резистентностью к терапии рака, низким качеством жизни и ускоренной смертью, но нет эффективных методов лечения, и ее причина по-прежнему в значительной степени неизвестна.
Новое исследование из Медицинского центра Колумбийского университета Ирвинг предполагает, что причиной перегрузки цинка в мышцах пациентов может быть злокачественное поражение. Результаты, опубликованные в Интернете сегодня в Nature Medicine, могут проложить путь для разработки лекарств для лечения или профилактики мышечных истощений у пациентов с раком.
Кахексия встречается во многих видах рака, включая рак поджелудочной железы, желудочно-кишечного тракта, легких и рака головы и шеи. Тем не менее, состояние остается слабо понятым, отчасти из-за ограниченного финансирования исследований в этой области, трудности с разработкой моделей на животных, которые точно повторяют состояние рака человека, и отсутствие надежных биомаркеров, чтобы помочь раннее выявить кахексию и контролировать ее прогрессирование во время лечения рака.
«Существует распространенное заблуждение, что кахексия - это просто проблема питания, вызванная потерей аппетита от рака или его лечения», - говорит руководитель исследования Сварнали Ачарья, доктор философии, доцент кафедры патологии и клеточной биологии в Институте генетики рака в Колумбии Колледж врачей и хирургов Университета Вагелоса. «Пациентам с Кахексией обычно дают стимуляторы аппетита, но эти средства только временно помогают и не могут отменить ее. Поскольку Кахексия продолжает разрушать мышцы, пациенты часто становятся слишком слабыми, чтобы терпеть стандартные дозы противораковых терапий, и их врачи должны уменьшать. Кахексия может ослабить мышцы диафрагмы и сердца, в результате чего многие больные раком умирают от респираторной или сердечной недостаточности. Чтобы найти лучшие способы лечения этого состояния, нам нужно больше узнать о его основной причине и связанных с ней молекулярных механизмах с этим синдромом».
В ходе исследования команда Ачарьи исследовала мышцы мышей с Кахексией, чтобы узнать, могут ли они найти различия по сравнению с нормальными мышцами. Анализ показал большую активность белка под названием ZIP14, который обычно экспрессируется в клетках печени для облегчения транспортировки металла, но было обнаружено, что он аномально выражен в мышцах моделей рака. Они обнаружили высокий уровень ZIP14 в образцах мышечной ткани у больных раком с кахексией, что указывает на связь между ZIP14 и Кахексией у людей.
Избыточное поглощение цинка в мышцах приводит к расточительству мышц при раке, обнаружили исследователи, разрушив зрелые мышечные клетки и предотвратив появление стволовых клеток из новых мышечных волокон.
Причина, по которой ZIP14 накачивает больше цинка в мышцы при Кахексии, восходит к системным последствиям рака. Исследователи обнаружили, что два фактора - TNF-альфа и TGF-бета, которые связаны с распространенным раком - увеличивают экспрессию ZIP14 в мышцах.
«Мы часто думаем, что рак повреждает тело, распространяя и вторгаясь в жизненно важные органы», - говорит Ачарья. «Но рак может ранить другим способом, высвобождая вещества, которые влияют на другие области тела, которые не подвержены раку. Это область, которую часто упускают из внимания в исследованиях биологии рака, но обращение к ней во время лечения рака может иметь важное влияние по выживанию пациентов и качеству жизни».
Открытие соединения цинка и ZIP14 с Кахексией может привести к уменьшению ее влияния на пациентов. В исследовании, уменьшение ZIP14 в мышечных клетках заметно уменьшило Кахексию, что указывает на то, что препараты, которые ингибируют ZIP14, могут улучшить выживание и качество жизни рака.
«Цинк необходим для поддержания многих функций в нашем организме и часто используется в качестве дополнения», - говорит Ачарья. «Но избыточное добавление цинка может не всегда быть хорошей идеей, потому что мы видели, что избыток цинковых добавок к мышам с опухолями ускорял их мышечное истощение и потерю веса. При большем количестве трансляционных исследований клиницистам и пациентам может потребоваться пересмотреть практику использования цинка дополнения, особенно если у них есть опухоли, обычно связанные с Кахексией».
В настоящее время д-р Ачарья разрабатывает стратегии инактивации ZIP14 с Анупом Бисвасом, доктором философии, одним из ведущих авторов этого исследования. Эти усилия могут привести к разработке методов лечения рака шейки матки в будущем.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180606132706.htm
