Нарушение функции мочевины в печени может сигнализировать о раке
Цикл мочевины - это основной способ избавления человеческого организма от азотных отходов. Новое исследование показывает, что сбои в этом процессе могут быть ранним признаком рака.
Новое исследование, опубликованное в журнале Клетка, предполагает, что способ, которым человеческий организм перерабатывает азот, может быть ключом к поиску новых способов обнаружения и уничтожения рака.
Азот - это газ, жизненно важный для всех организмов. Он нужен как растениям, так и животным, чтобы производить белки.
Когда наше тело перерабатывает азот, оно образует в качестве отходов вещество, называемое мочевиной; позже организм выводит это вещество с мочой.
Этот процесс метаболизма называется циклом мочевины, и он происходит в печени.
Новое исследование предполагает, что нарушение регуляции цикла мочевины может быть маркером рака. Новое исследование было проведено доктором Айелет Эрез из Института науки Вейцмана в Реховоте, Израиль.
Изучение нарушений регуляции мочевины и опухолей
Доктор Эрез и его коллеги изменили генетическую экспрессию ферментов цикла мочевины в опухолях рака толстой кишки у грызунов и сравнили их уровни мочевины с таковыми у контрольных мышей.
У мышей, у которых был нарушен цикл мочевины, был более низкий уровень мочевины в крови и более высокий уровень вещества, называемого пиримидином, в моче.
Ученые также изучили медицинские карты 100 детей, у которых в Тель-Авивском медицинском центре Сураски был диагностирован рак.
«Мы обнаружили, что в день поступления в больницу, - объясняет ведущий исследователь, - у детей с онкологическими заболеваниями уровень мочевины в крови значительно снизился по сравнению с зарегистрированными уровнями мочевины у здоровых детей того же возраста».
Наконец, исследователи также проанализировали большие наборы геномов в поисках мутаций ДНК, которые могут указывать на нарушения в цикле мочевины.
Они обнаружили мутации в ДНК, РНК и белках, что указывает на избыток пиримидина. Он вырабатывается путем синтеза азота и, в свою очередь, может способствовать росту раковых клеток.
В целом полученные данные свидетельствуют о том, что нарушение цикла мочевины может быть хорошим индикатором рака.
«Стандартные лабораторные тесты проверяют высокий уровень мочевины в крови, но теперь мы показываем, что низкие уровни также могут сигнализировать о проблеме», - говорит д-р Эрез. «Раковые клетки ничего не теряют, они используют как можно больше азота вместо того, чтобы выбрасывать его в виде мочевины, как это делают нормальные клетки».
Делаем опухоли уязвимыми для иммунотерапии
Как объясняют исследователи, высокий уровень пиримидина - это как хорошие новости, так и плохие. Плохая новость заключается в том, что это может привести к более быстрому и агрессивному распространению рака, но хорошая новость заключается в том, что мутации, связанные с чрезмерным содержанием пиримидина, могут сделать раковые клетки более уязвимыми для атаки со стороны иммунной системы.
Следовательно, злокачественные новообразования, характеризующиеся нарушением регуляции цикла мочевины, могут быть легче уничтожены с помощью иммунотерапии.
Чтобы проверить эту гипотезу, д-р Эрез и его коллеги исследовали опухоли меланомы и обнаружили, что опухоли с нарушенной регуляцией цикла мочевины лучше реагируют на иммунотерапию. Доктор Эрез и его коллеги заключают:
«Взятые вместе, наши результаты демонстрируют, что [нарушение регуляции цикла мочевины] является общей чертой опухолей, которая глубоко влияет на канцерогенез, мутагенез и иммунотерапевтический ответ».
Более того, говорят исследователи, результаты могут привести к созданию более совершенных инструментов не только для диагностики рака, но и для его лечения.
«Еще одна возможность, которую стоит изучить, - говорит д-р Эрез, - заключается в том, может ли генетическая манипуляция опухолью вызвать такое нарушение регуляции до иммунотерапии повысить эффективность терапии».
