Исследование Чикагского университета показывает, что трансвакценовая кислота (TVA) в мясных и молочных продуктах повышает эффективность CD8+ Т-клеток в борьбе с раком. Более высокие уровни TVA коррелируют с лучшим ответом на иммунотерапию, что подчеркивает его потенциал в качестве дополнительного лечения рака.
Ученые в Чикагский университет обнаружил, что трансвакценический кислота (TVA), жирная кислота, содержащаяся в говядине, баранине и молочных продуктах, улучшает способность иммунных клеток бороться с опухолями.
Трансвакценовая кислота (TVA), длинноцепочечная жирная кислота, содержащаяся в мясе и молочных продуктах пасущихся животных, таких как коровы и овцы, улучшает способность CD8+ Т-клеток проникать в опухоли и убивать раковые клетки, согласно новому исследованию, проведенному исследователи из Чикагского университета.
Исследование, опубликованное 22 ноября в журнале Природатакже показывает, что пациенты с более высоким уровнем TVA, циркулирующим в крови, лучше реагировали на иммунотерапию, что позволяет предположить, что она может иметь потенциал в качестве пищевой добавки, дополняющей клиническое лечение рака.
«Существует множество исследований, пытающихся расшифровать связь между питанием и здоровьем человека, но понять основные механизмы очень сложно из-за большого разнообразия продуктов, которые едят люди. Но если мы сосредоточимся только на питательных веществах и метаболитах, получаемых из пищи, мы начнем видеть, как они влияют на физиологию и патологию», — сказал Цзин Чен, доктор философии, заслуженный профессор медицины Джанет Дэвисон Роули в Калифорнийском университете в Чикаго и один из старших авторов исследования. новое исследование. «Сосредоточив внимание на питательных веществах, которые могут активировать реакцию Т-клеток, мы нашли одно, которое действительно усиливает противоопухолевый иммунитет, активируя важный иммунный путь».
Исследования Цзин Чена, Чуан Хэ и их команды показывают, что TVA может иметь потенциал в качестве пищевой добавки, дополняющей клинические методы лечения рака. Фото: Рита Елена Серда, Комплексный онкологический центр Дункана при Медицинском колледже Бэйлора, Национальный институт рака, Национальные институты здравоохранения.
Найдите питательные вещества, которые активируют иммунные клетки
Лаборатория Чена сосредоточена на понимании того, как метаболиты, питательные вещества и другие молекулы, циркулирующие в крови, влияют на развитие рака и реакцию на лечение рака. Для нового исследования два научных сотрудника, доктор философии Хао Фань и доктор философии Сиюань Ся, оба соавторы, собрали библиотеку соединений «питательных веществ в крови», состоящую из 255 биоактивных молекул, полученных из питательных веществ. Они проверили соединения в этой новой библиотеке на их способность влиять на противоопухолевый иммунитет путем активации CD8+ Т-клеток, группы иммунных клеток, критически важных для уничтожения раковых или инфицированных вирусом клеток.
После того, как ученые оценили шесть лучших кандидатов в клетках человека и мыши, они увидели, что TVA работает лучше всего. TVA — самая распространенная трансжирная кислота, присутствующая в грудном молоке, но организм не может производить ее самостоятельно. Только около 20% ТВК расщепляется на другие побочные продукты, а 80% циркулирует в крови. «Это означает, что он должен делать что-то еще, поэтому мы начали над этим больше работать», — сказал Чен.
«Видеть, что одно питательное вещество, такое как TVA, имеет очень целенаправленный механизм воздействия на целевой тип иммунных клеток… Я нахожу это действительно удивительным и интригующим».
— Цзин Чен, доктор философии
Затем исследователи провели серию экспериментов с клетками и моделями мышей различных типов опухолей. Кормление мышей диетой, обогащенной TVA, значительно снижало потенциал роста опухолей меланомы и клеток рака толстой кишки по сравнению с мышами, получавшими контрольную диету. Диета TVA также повысила способность CD8+ Т-клеток проникать в опухоли.
Команда также провела серию молекулярных и генетических анализов, чтобы понять, как TVA влияет на Т-клетки. Они включали новую технику мониторинга транскрипции одноцепочечных ДНК так называемое секвенирование одноцепочечной ДНК с помощью кетоксала, или KAS-seq, разработанное Чуаном Хэ, доктором философии, заслуженным профессором химии Джона Т. Уилсона в Калифорнийском университете в Чикаго и еще одним старшим автором исследования. Эти дополнительные анализы, проведенные лабораториями Чена и He, показали, что TVA инактивирует рецептор на поверхности клеток, называемый GPR43, который обычно активируется короткоцепочечными жирными кислотами, часто продуцируемыми кишечной микробиотой. TVA подавляет эти короткоцепочечные жирные кислоты и активирует клеточный сигнальный процесс, известный как путь CREB, который участвует в различных функциях, включая клеточный рост, выживание и дифференцировку. Команда также показала, что мышиные модели, в которых рецептор GPR43 был удален исключительно из CD8+ Т-клеток, также не обладали улучшенной способностью бороться с опухолью.
Наконец, команда также работала с Джастином Клайном, доктором медицинских наук, профессором медицины в Калифорнийском университете в Чикаго, для анализа образцов крови, взятых у пациентов, проходящих лечение лимфомы CAR-T-клеточной иммунотерапией. Они увидели, что пациенты с более высоким уровнем TVA, как правило, лучше реагировали на лечение, чем пациенты с более низким уровнем. Они также протестировали клеточные линии лейкемии, работая с Венди Сток, доктором медицинских наук, профессором медицины Анджули Сет Наяк, и увидели, что TVA усиливает способность иммунотерапевтического препарата убивать лейкозные клетки.
Помимо диеты: акцент на питательных добавках
Исследование предполагает, что TVA можно использовать в качестве пищевой добавки для различных методов лечения рака на основе Т-клеток, хотя Чен отмечает, что важно определить оптимизированное количество самого питательного вещества, а не источника пищи. Появляется все больше данных о вредном воздействии на здоровье употребления слишком большого количества красного мяса и молочных продуктов, поэтому это исследование не следует воспринимать как предлог для того, чтобы есть больше чизбургеров и пиццы; скорее, это указывает на то, что питательные добавки, такие как TVA, могут использоваться для стимулирования активности Т-клеток. Чен считает, что могут быть и другие питательные вещества, способные сделать то же самое.
«Есть ранние данные, показывающие, что другие жирные кислоты растений передают сигнал через аналогичный рецептор, поэтому мы считаем, что существует высокая вероятность того, что питательные вещества из растений могут делать то же самое, активируя путь CREB», — сказал он.
Новое исследование также подчеркивает перспективность этого «метаболомного» подхода к пониманию того, как строительные блоки диеты влияют на наше здоровье. Чен сказал, что его команда надеется создать обширную библиотеку питательных веществ, циркулирующих в крови, чтобы понять их влияние на иммунитет и другие биологические процессы, такие как старение.
«После миллионов лет эволюции осталось всего лишь пара сотен метаболитов, полученных из пищи, которые в конечном итоге циркулируют в крови, а это означает, что они могут иметь определенное значение в нашей биологии», — сказал Чен. «Видеть, что одно питательное вещество, такое как TVA, имеет очень целенаправленный механизм воздействия на целевой тип иммунных клеток, с очень глубокой физиологической реакцией на уровне всего организма, — я нахожу это действительно удивительным и интригующим».
Ссылка: «Транс-вакценовая кислота перепрограммирует CD8+ Т-клетки и противоопухолевый иммунитет» Хао Фан, Сиюань Ся, Цзюньхун Сян, Юаньчэн Ли, Мэтью О. Росс, Сон А Лим, Фань Ян, Цзяи Ту, Лиши Се, Урсула Догерти, Фрейя К. Чжан, Чжун Чжэн, Руканг Чжан, Ронг Ву, Лей Донг, Руй Су, Сюфэнь Чен, Томас Альтхаус, Питер А. Риделл, Патрик Б. Джонкер, Александр Мьюир, Грегори Б. Лесински, Сарвиш Рафик, Мадхав В. Дходапкар, Венди Сток, Олатойоси Оденике, Ананд А. Патель, Джозеф Опферман, Такемаса Цудзи, Джунко Мацузаки, Хардик Шах, Брэндон Фобер, Шеннон Э. Эльф, Брайан Лейден, Б. Марк Биссоннетт, Ю-Ин Хэ, Джастин Клайн, Хуэй Мао, Кунле Одунси, Сюэ Гао, Хунбо Чи, Чуан Хэ и Цзин Чен, 22 ноября 2023 г., Природа.
DOI: 10.1038/s41586-023-06749-3
Исследование было поддержано Национальные институты здоровья (гранты CA140515, CA174786, CA276568, 1375 HG006827, K99ES034084), награда за пилотный проект Отдела биологических наук Университета Чикаго, Центр Людвига в Чикаго, Стипендия Сигала в области иммуноонкологии, Фонд ранних медицинских исследований Маргарет Э., Фонд AASLD Подарочный фонд Фонда Харборвью и Медицинский институт Говарда Хьюза.