Генно-инженерные жировые клетки замедляют рост опухолей и эффективно борются с раком.

После имплантации они опередили раковые клетки в борьбе за ресурсы, одержав победу в лабораторных испытаниях над пятью различными видами злокачественных клеток.

Липосакция и пластическая хирургия редко упоминаются вместе с раком.

Тем не менее, именно они вдохновили новый подход к лечению рака, в котором используются специально сконструированные жировые клетки, способные лишать опухоли питания.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско применили технологию редактирования генов CRISPR, чтобы преобразовать обычные белые жировые клетки в «бурые», которые активно потребляют калории для выработки тепла. Затем эти клетки были имплантированы вблизи опухолей, подобно тому, как пластические хирурги вводят жир из одной части тела в другую. Жировые клетки поглощали все питательные вещества, в результате чего большинство опухолевых клеток погибало от голода. Этот метод сработал даже в тех случаях, когда жировые клетки были имплантированы мышам на расстоянии от опухолей.

«Мы уже давно удаляем жировые клетки с помощью липосакции и снова вводим их с помощью пластической хирургии», — говорит Nadav Ahituv (Надав Ахитув), доктор философии, директор Института генетики человека UCSF и профессор кафедры биоинженерии и терапевтических наук. Он является ведущим автором исследования, опубликованного в феврале в журнале Nature Biotechnology. — Эти жировые клетки легко и безопасно управляются в лаборатории и могут быть возвращены в организм, что делает их привлекательной платформой для клеточной терапии, в том числе и для лечения рака».

Ахитув и его команда знали о существующих исследованиях, которые продемонстрировали, что воздействие холода может подавлять рак у мышей. Ученые пришли к выводу, что раковые клетки страдают от голода, поскольку холод активирует бурые жировые клетки, которые используют питательные вещества для выработки тепла.

Однако лечение холодом не подходит для онкологических пациентов с ослабленным здоровьем.

Таким образом, Ахитув и его коллеги обратились к идее использования бурого жира, полагая, что смогут создать его таким образом, чтобы он сжигал необходимые калории даже без холодного воздействия, лишая опухоли топлива для роста.

Ученые исследовали гены, которые дремлют в белых жировых клетках, но активны в бурых жировых клетках, с надеждой найти те, которые смогут превратить белые жировые клетки в наиболее активные бурые жировые клетки.

Ген под названием UCP1 оказался в центре внимания.

Затем исследователи вырастили бурые жировые клетки с геном UCP1 совместно с раковыми клетками в чашке Петри. Раковые клетки находились на дне, а жировые клетки над ними, в отдельных отсеках, которые удерживали клетки отдельно друг от друга, но позволяли обмениваться питательными веществами.

Результаты были впечатляющими.

Надав Ахитув, главный исследователь

Бурые жировые клетки оказали сопротивление двум различным типам раковых клеток молочной железы, а также клеткам рака толстой кишки, поджелудочной железы и предстательной железы.

Тем не менее, исследователи все еще не знали, будут ли имплантированные бурые жировые клетки эффективны в реальных условиях.

Чтобы проверить, как они будут функционировать в человеческих тканях, ученые собрали образцы мастэктомий молочной железы, содержащие как жировые, так и раковые клетки.

Поскольку в молочной железе много жира, ученые решили использовать жир от одной и той же пациентки, модифицировать его и выращивать в одной лунке с собственными клетками рака молочной железы этой пациентки.

Эти бурые жировые клетки от той же пациентки успешно справились с раковыми клетками молочной железы как в чашках Петри, так и при совместной имплантации в мышиные модели.

Учитывая, что раковые опухоли имеют свои предпочтения в питании, исследователи адаптировали жир так, чтобы он поглощал определенные питательные вещества. Например, некоторые виды рака поджелудочной железы «предпочитают» уридин. Поэтому они запрограммировали жир на потребление только уридина, и он успешно победил клетки рака поджелудочной железы.

Это свидетельствует о том, что жир можно адаптировать под пищевые предпочтения любого типа рака.

Жировые клетки предлагают множество преимуществ для клеточной терапии.

Их легко получить от пациентов. Они хорошо растут в лаборатории и могут быть сконструированы так, чтобы экспрессировать различные гены и выполнять разные биологические функции. После возвращения в организм они ведут себя стабильно, не покидая места имплантации и взаимодействуя с иммунной системой.

Этот факт подтверждается десятилетиями прогресса в пластической хирургии.

Жировые клетки также можно программировать для подачи сигналов или выполнения более сложных задач. Их способность побеждать рак, даже находясь на расстоянии от опухоли, может оказаться бесценной для лечения труднодоступных форм рака, таких как глиобластома, а также многих других заболеваний.