«Химические вещества навсегда» способствуют распространению рака по всему телу • Earth.com

В новом исследовании ученых из Йельская школа общественного здравоохраненияДва «вечных химиката» стимулировали раковые клетки в лаборатории мигрировать на новые позиции, что указывает на то, что эти химические вещества могут способствовать метастазированию рака в живых организмах.

Исследование касалось группы промышленных химикатов под названием пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС). Эти вещества известны как «вечные химикаты», поскольку они не разлагаются в окружающей среде и могут накапливаться в организме человека. Они обладают способностью отводить воду и сопротивляться проникновению масел. Они печально известны своим вездесущим распространением, исключительной устойчивостью к окружающей среде и предполагаемым токсическим воздействием.

«ПФАС составляют преобладающий класс стойких органических загрязнителей, вызывающих растущую обеспокоенность общественности во всем мире. Их часто обнаруживают в окружающей среде, например, в питьевой воде, домашней пыли, чистящих средствах и покрытиях», — рассказал соавтор исследования Цзе Чжэн, научный сотрудник, работавший в лаборатория главного исследователя Кэролайн Джонсондоцент кафедры эпидемиологии (наук о гигиене окружающей среды), на момент проведения исследования.

Навсегда химикаты в крови младенцев

Вечные химические вещества обнаруживаются в крови новорожденных, людей, живущих в субарктических коренных общинах, в рыбе и мидиях и даже в птичьих яйцах. Нет уровня ПФАС в организме считается безопасным, и они связаны с целым рядом проблем со здоровьем, включая рак.

В ноябре Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицированный перфтороктановая кислота (ПФОК), распространенная ПФАС, как канцерогенная для человека, и перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС), еще одна распространенная ПФАС, возможно канцерогенная для человека.

По словам Чжэна, ни одно исследование не изучало связь между ПФАС и колоректальной карциномой (КРР). Однако пожарные заболевают этим типом рака чаще, чем население в целом, и они сильно подвержены воздействию ПФАС на работе. Считается, что около 80% случаев КРР связаны с каким-либо воздействием окружающей среды.

Как химические вещества навсегда распространяют рак?

Но что именно химические вещества могут инициировать или стимулировать развитие этого типа рака, остается неясным.

Лаборатория Джонсона изучает CRC с метаболомикаинструмент, который измеряет колебания уровней тысяч небольших молекул, таких как аминокислоты, липиды и белки, в биологическом образце.

«Мы изучаем закономерности, которые возникают в группе людей, подвергшихся воздействию, или в группе больных людей, а затем пытаемся выдвинуть гипотезу о том, почему у кого-то может развиться болезнь или прогрессировать болезнь», — сказал Джонсон. «Метаболомика — один из немногих инструментов, с помощью которого можно измерить воздействие окружающей среды в том же образце, что и биологический эффект».

В этой серии экспериментов авторы изучали, как клетки CRC реагируют на погружение в ПФАС раствор на срок до семи дней. Они наблюдали увеличение подвижности клеток при воздействии и обнаружили метаболические изменения, которые соответствовали метастазам рака.

Результаты согласуются с современными знаниями о метаболизме, распространении и прогнозе CRC, что свидетельствует о том, что химические вещества могут вызывать метастазы.

Рак в движении

Изучить метаболический профиль клеток CRC после ПФАС воздействия, исследование было сосредоточено на ПФОС и ПФОК. Оба использовались в пене для пожаротушения и во многих других продуктах.

Авторы использовали два типа клеток CRC. Один тип состоял из клеток с немутантным или «диким» геном KRAS; в другом ген KRAS несет распространенную мутацию, связанную с особенно опасным типом опухоли толстой кишки у женщин.

Клетки сформировались в крошечные шарики, называемые сфероидами. КРАС — аббревиатура от вирусного онкогена саркомы крысы Кирстен — является членом Семья РАН. КРАС мутации являются одной из наиболее доминантных мутаций, приводящих к развитию колоректального рака.

Исследователи обнаружили, что купание сфероидов в химикатах повышает способность клеток к миграции. Они показали тенденцию к распространению и проникновению через мембраны. В другом эксперименте исследователи вырастили клетки в виде плоского двумерного слоя, а затем нарисовали царапину посередине, отделив половину клеток от другой половины. Когда они добавили PFAS, клеточные линии снова выросли и мигрировали вместе.

«Это не доказывает, что это метастазы, но у них повышенная подвижность, что является особенностью метастазов», — сказал Джонсон.

Сфероиды в химических веществах навсегда

Метаболомный анализ показал, что сфероиды производят различные жирные кислоты, аминокислоты и сигнальные белки по закономерностям, ранее связанным с метастазами. Уровень мелкоцепочечных жирных кислот, которые могут защищать от опухолей и воспалений, был снижен.

Вестерн-блоттинг выявил явную активацию и подавление специфических сигнальных белков, связанных с метастазированием, во время процесса, называемого эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМТ).

Во время ЕМТ эпителиальные клетки теряют свою клеточную полярность и межклеточную адгезию, приобретая при этом миграционные и инвазивные свойства и превращаясь в мезенхимальные стволовые клетки. Было показано, что ЭМП участвует в заживлении ран, фиброзе органов и инициировании метастазирования при прогрессировании рака.

Например, при воздействии любого химического вещества на более высоких уровнях оба типа клеток экспрессировали меньше Электронный кадгеринделая их менее клейкими — ключевой шаг при метастазировании, связанном с ЕМТ. Результаты усилили уверенность команды в том, что клетка вела себя in vitro как метастатическая клетка в организме. Е-кадгерин представляет собой белок межклеточной адгезии. Мутации связаны с раком желудка, молочной железы, колоректального рака, щитовидной железы и яичников.

Некоторые изменения, свидетельствующие о метастатическом потенциале, были более выражены в линии с мутацией KRAS. Это может означать, что рак с этой мутацией может быть особенно склонен к распространению после воздействия этих химических веществ.

Взгляните на разоблачение

Исследование является частью продолжающихся поисков ученых, направленных на лучшее понимание экспосома, то есть всех воздействий окружающей среды на человека от зачатия до смерти, включая биологическое, химическое, экологическое, социальное и так далее. Поскольку PFAS настолько широко распространены, им подвергаются почти все.

В этом исследовании использовались уровни воздействия, аналогичные тем, которые обнаружены у пожарных и других лиц, часто контактирующих с ПФАС, например, у людей, живущих вблизи свалок, аэропортов, военных баз или очистных сооружений. В будущих исследованиях лаборатория Джонсона намерена проверить более низкое воздействие, больше похожее на то, с которым большинство людей сталкивается каждый день. Они также планируют изучить уровни ПФАС и клинические результаты у пациентов с колоректальным раком.

«Многие исследования in vitro невозможно перенести на людей», — сказал Джонсон. «Но я думаю, что сначала важно понять механизмы того, как они могут влиять на рост раковых клеток».

Исследование было опубликовано в Экологические науки и технологии.

—–

Нравится то, что вы читаете? Подписывайтесь на нашу новостную рассылку за интересные статьи, эксклюзивный контент и последние обновления.

Посетите нас на EarthSnapбесплатное приложение, предоставленное вам Эрик Раллс и Земля.com.

—–