Генно-модифіковані жирові клітини стримують ріст пухлин і знищують рак.

Після імплантації вони обігнали ракові клітини у боротьбі за ресурси, перемігши в лабораторних експериментах п’ять різних видів злоякісних клітин.

Ліпосакція та пластична хірургія рідко згадуються в одному ряду з раком.

Але саме вони стали натхненням для нового підходу до лікування раку, в якому використовуються сконструйовані жирові клітини, здатні позбавити пухлини живлення.

Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско застосували технологію редагування генів CRISPR, щоб перетворити звичайні білі жирові клітини на «бурі», які жадібно споживають калорії для виробництва тепла. Потім ці клітини імплантували в близькості до пухлин, подібно до того, як пластичні хірурги вводять жир з однієї частини тіла, щоб збільшити іншу. Жирові клітини поглинали всі живильні речовини, внаслідок чого більшість пухлинних клітин гинула від голоду. Цей підхід спрацював навіть тоді, коли жирові клітини були імплантовані мишам далеко від місць їх пухлин.

«Ми вже звикли видаляти жирові клітини за допомогою ліпосакції та вводити їх назад за допомогою пластичної хірургії», — говорить Nadav Ahituv (Надав Ахитув), доктор філософії, директор Інституту генетики людини UCSF та професор кафедри біоінженерії та терапевтичних наук. Він є провідним автором роботи, опублікованої в лютому в журналі Nature Biotechnology. — Цими жировими клітинами можна легко і безпечно керувати в лабораторії та поміщати назад в організм, що робить їх привабливою платформою для клітинної терапії, в тому числі раку».

Ахитув і його колеги вже знали про дослідження, які показали, що вплив холоду може пригнічувати рак у мишей. Вчені дійшли висновку, що ракові клітини голодують, оскільки холод активізує клітини бурого жиру, які використовують живильні речовини для виробництва тепла.

Але лікування холодом не підходить для онкологічних пацієнтів з ослабленим здоров’ям.

Тому Ахитув і колеги звернулися до ідеї використання бурого жиру, вважаючи, що зможуть сконструювати його таким чином, щоб він спалював достатню кількість калорій навіть за відсутності холоду, позбавляючи пухлини пального, необхідного їм для зростання.

Вчені досліджували гени, які сплять у білих жирових клітинах, але активні в бурих жирових клітинах, сподіваючись знайти ті, які перетворять білі жирові клітини на найбільш голодні бурі жирові клітини.

Ген під назвою UCP1 виявився на першому місці.

Потім дослідники виростили бурі жирові клітини з геном UCP1 разом з раковими клітинами в чашці Петрі. Ракові клітини знаходилися на дні, а жирові клітини над ними, в окремих відсіках, які тримали клітини окремо одна від одної, але змушували їх обмінюватися живильними речовинами.

Результати були вражаючими.

Надав Ахитув, головний дослідник

Бурі жирові клітини протистояли двом різним типам клітин раку молочної залози, а також клітинам раку товстої кишки, підшлункової залози та передміхурової залози.

Але дослідники все ще не знали, чи працюватимуть імплантовані клітини бурого жиру в реальних умовах.

Щоб перевірити, як вони будуть працювати в людських тканинах, вчені зібрали зразки мастектомій молочної залози, що містять як жирові, так і ракові клітини.

Оскільки в молочній залозі багато жиру, вчені вирішили брати жир у однієї й тієї ж пацієнтки, модифікувати його та вирощувати в одній лунці з власними клітинами раку молочної залози цієї пацієнтки.

Ці клітини бурого жиру від тієї ж пацієнтки справилися з раковими клітинами молочної залози в чашках Петрі та при їх спільній імплантації в мишачі моделі.

Знаючи, що у ракових пухлин є свої уподобання в живленні, дослідники сконструювали жир таким чином, щоб він споживав певні живильні речовини. Наприклад, деякі форми раку підшлункової залози «люблять» уридин. Тому вони запрограмували жир на споживання тільки уридину, і він легко переміг клітини раку підшлункової залози.

Це говорить про те, що жир можна адаптувати до харчових уподобань будь-якого типу раку.

Жирові клітини мають багато переваг, коли йдеться про клітинну терапію.

Їх легко отримати від пацієнтів. Вони добре ростуть у лабораторії, і їх можна сконструювати так, щоб вони експресували різні гени та виконували різні біологічні функції. Вони добре поводяться після повернення в організм, не залишаючи місця імплантації та взаємодіючи з імунною системою.

Цей факт підтверджується десятиліттями прогресу в пластичній хірургії.

Жирові клітини також можна запрограмувати на подачу сигналів або виконання більш складних завдань. Їхня здатність перемагати рак, навіть коли вони не знаходяться поруч із пухлиною, може виявитися безцінною для лікування важкодоступних видів раку, таких як гліобластома, що вражає мозок, а також багатьох інших захворювань.