Ученые ранее предпринимали много попыток расшифровать связь между питанием и здоровьем человека, но основные механизмы сложно понять из-за большого разнообразия продуктов, которые люди едят. Ученые из Чикагского университета решили сосредоточиться только на питательных веществах и метаболитах, получаемых из пищи, чтобы узнать, как они влияют на физиологию и патологию. Исследователи составили библиотеку питательных веществ, присутствующих в крови, и провели анализ содержания этих веществ.
Библиотека содержала 255 биоактивных молекул, полученных из питательных веществ. Ученые проверяли их способность влиять на противоопухолевую активность путем активации эффекторных CD8+ Т-клеток иммунной системы. Когда незрелая Т-клетка встречает антиген, она дифференцируется в эффекторную Т-клетку, включая цитотоксические CD8+ Т-клетки, ответственные за уничтожение раковых клеток и клеток, зараженных патогенами. Среди молекул в библиотеке исследователи выделили транс-вакценовую кислоту (ТВК). Она наиболее эффективно влияла на функции эффекторных Т-клеток. ТВК — это натуральная трансжирная кислота, которая поступает в основном из мясного жира жвачных, пасущихся животных, таких как коровы и овцы, а также молочных продуктов вроде молока и масла. Организм не может производить ее сам. Только 20% ТВК расщепляется на другие побочные продукты, а оставшиеся 80% циркулируют в крови.
Ученые провели эксперименты на клетках и моделях мышей с разными типами опухолей. Оказалось, что диета, обогащенная ТВК, сильно снижает потенциал роста опухолей меланомы и клеток рака толстой кишки по сравнению с мышами, получившими контрольную диету. Диета с ТВК приводит к увеличению числа CD8+ Т-клеток в опухоли. Эти клетки способны распознавать раковые клетки как аномалии и проникать в опухоль для их уничтожения. При диете с ТВК истощение CD8+ Т-клеток в опухоли снижается, а их выживаемость улучшается. Но ТВК не влияет на популяцию и функцию CD8+ Т-клеток у мышей без опухоли. Это указывает на то, что влияние жирной кислоты на эти клетки, скорее всего, зависит от активации иммунного ответа при наличии опухоли.
Исследователи провели молекулярный и генетический анализ, используя новый метод мониторинга активности генов, называемый KAS-seq (секвенирование одноцепочечной ДНК с помощью кетоксала), чтобы выяснить, как ТВК влияет на Т-клетки. Анализ показал, что ТВК приводит к инактивации рецептора GPR43 на поверхности иммунных клеток. Обычно этот рецептор активируется короткоцепочечными жирными кислотами, часто вырабатываемыми кишечной микробиотой. ТВК подавляет короткоцепочечные жирные кислоты и активирует путь CREB, важный для клеточного роста, выживания и дифференцировки. Кроме того, исследователи обнаружили, что мышиные модели без рецептора GPR43 в CD8+ Т-клетках не проявляют улучшенной способности бороться с опухолью.
На заключительном этапе исследования ученые проанализировали образцы крови пациентов, которые проходили лечение лимфомой с помощью CAR-T-клеточной иммунотерапии. CAR-T-клеточная терапия использует генетически модифицированные Т-клетки для эффективного обнаружения и уничтожения раковых клеток. В результате анализа было обнаружено, что пациенты с более высокими уровнями ТВК обладали лучшим ответом на лечение по сравнению с пациентами, у которых уровни ТВК были ниже. Кроме того, исследователи провели тестирование на клеточных линиях лейкемии и обнаружили, что ТВК способствует усилению действия блинатумомаба — иммунотерапевтического препарата, который активизирует Т-клетки для уничтожения лейкозных клеток.
Результаты показывают, что транс-вакценовую кислоту можно использовать в качестве пищевой добавки для повышения эффективности лечения рака на основе Т-клеток. Но исследователи предупреждают, что важно само питательное вещество, а не источник пищи, и советуют не употреблять слишком много красного мяса и молочных продуктов, чтобы повысить уровень ТВК. Это может, наоборот, нанести вред здоровью.
