Крестоцветные овощи – брокколи на фото – содержат сульфорафан. При употреблении в пищу этот растительный ингредиент изменяет ферментный профиль клеток организма. (Фото: Colourbox)
Ученые ETH обнаружили, что клетки рака толстой кишки, предварительно обработанные ингредиентом, содержащимся в овощах семейства крестоцветных, с большей вероятностью будут убиты лекарством от рака, которое в настоящее время находится в разработке. Это один из немногих примеров пищевого ингредиента, который в умеренных количествах положительно влияет на эффективность лекарства от рака.
Некоторые продукты могут изменять активность эндогенных ферментов и, таким образом, влиять на эффективность лекарств. Хорошо известно, например, что грейпфрут отрицательно влияет на ряд антиаритмических и понижающих холестерин лекарств: он содержит ингредиенты, ингибирующие эндогенный фермент, ответственный за разложение некоторых лекарств в печени. Таким образом, потребление грейпфрута увеличивает побочные эффекты, связанные с этими препаратами.
До сих пор существовало лишь несколько примеров пищевых ингредиентов, влияющих на эффективность препарата в пользу пациента посредством питания. Ученые из ETH Zurich и Цюрихского университета недавно обнаружили новый пример такой корреляции, как они сообщают в научном журнале PLOS ONE.
Более высокая концентрация ферментов
Исследователи нашли золото, когда исследовали влияние сульфорафана на клетки кишечника человека. Сульфорафан является естественным ингредиентом ряда овощей семейства крестоцветных, таких как брокколи. Ученые под руководством Шаны Стурла, профессора Департамента медицинских наук и технологий ETH Zurich, лечили различные типы клеток рака толстой кишки и кишечных клеток здоровых людей с помощью этого вещества в лаборатории. Используемая концентрация была примерно эквивалентна той, которая достигает кишечника после еды с брокколи, и, что важно, в дозе, которая сама по себе не действовала в отношении уничтожения клеток.
Исследователи обнаружили, что сульфорафан увеличивает концентрацию ряда ферментов в клетках рака толстой кишки, в том числе фермента с аббревиатурой AKR1C3. Интересно, что сульфорафан не во всех случаях оказывает этот эффект: в раковых клетках толстой кишки, которые уже демонстрируют значительно повышенную концентрацию AKR1C3 в результате рака, вещество брокколи вызывало дальнейшее увеличение концентрации фермента. Но сульфорафан не влиял на клетки рака толстой кишки с изначально очень низкой концентрацией AKR1C3. То же самое было обнаружено с клетками кишечника, не пораженными раком.
Дозу препарата можно уменьшить
Фермент AKR1C3 является биохимическим участником нескольких метаболических путей в организме человека. Он также играет ключевую роль в эффективности лекарства от рака, которое в настоящее время все еще находится в стадии разработки и клинических испытаний. Этот препарат, называемый PR-104A, вводится в неактивной форме и превращается в активную форму внутри раковых клеток с помощью присутствующего там AKR1C3. Поэтому исследователи использовали культуру клеток, чтобы выяснить, увеличивает ли ингредиент брокколи эффективность PR-104A. Их гипотеза подтвердилась: когда ученые предварительно обработали раковые клетки толстой кишки сульфорафаном, менее трети обычной дозы PR-104A было достаточно, чтобы убить раковые клетки. "Поскольку лекарства от рака обычно имеют сильные побочные эффекты, любой подход, который снижает дозу лекарства при сохранении эффективности, всегда приветствуется," говорит Стурла.
Нетоксичен и без побочных эффектов
"Что интересно с сульфорафаном, так это то, что он естественным образом присутствует в нашей пище и не токсичен в тех концентрациях, которые мы использовали," говорит профессор ETH. "Кроме того, эффект усиления сульфорафана наблюдался только в раковых клетках, а не в клетках здоровой ткани, что было бы очень важно для предотвращения нежелательных побочных эффектов от комбинации". Основываясь на этих результатах на клеточных культурах, ученые стремятся провести клинические исследования на основе биомаркеров с онкологическими больными, чтобы выяснить, поддерживает ли сульфорафан лечение PR-104A.
Исследователи также хотят найти дополнительные пищевые ингредиенты, которые положительно влияют на эффективность лекарств, даже в небольших количествах, а также сопутствующие биомаркеры, которые могут помочь отслеживать индивидуальные реакции. "Мы предполагаем, что существуют и другие подобные комбинации," говорит Стурла.
Накопленный ими опыт поможет им в этом дальнейшем исследовании. В этом проекте, который был поддержан Швейцарским национальным научным фондом при финансировании междисциплинарных исследований, ученые исследовали влияние сульфорафана на клетки кишечника на разных уровнях: на генетическом уровне, уровне активности белков и ферментов, а также функциональное влияние на клетки кишечника. клетки. Помимо ученых из группы Стурлы (токсикология), тесно сотрудничали ученые ETH Zurich из групп профессора Бернда Волльшайда (биомедицинская протеомика) и профессора Нико Беренвинкеля (вычислительная биология), а также Джанкарло Марра (исследования молекулярного рака) из Университета Цюрих.