Чтобы расти и метастазировать, то есть распространяться, раковым опухолям нужен постоянный приток крови, богатой кислородом и питательными веществами.

А это требует образования новых кровеносных сосудов из существующих — такой процесс называется ангиогенезом. Когда тканям не хватает кислорода и развивается гипоксия, раковые клетки в пораженной области посылают химические сигналы, побуждая эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, формировать новые.

В новом исследовании ученые из Каролинского института (Швеция) исследовали механизмы ангиогенеза и обнаружили, что антиоксиданты играют неожиданную роль в росте и распространении опухолей.

Мы обнаружили, что антиоксиданты активируют механизм, который заставляет раковые опухоли образовывать новые кровеносные сосуды, что удивительно, поскольку ранее считалось, что антиоксиданты обладают защитным эффектом. Новые кровеносные сосуды питают опухоли и могут помочь им расти и распространяться

Мартин Берго, автор исследования

Обычно антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы кислорода из клеток и предотвращают или снижают вред, вызванный окислительным стрессом, который повреждает ДНК и влияет на развитие рака молочной железы, легких, печени, толстой кишки, простаты, яичников и головного мозга. Согласно новому исследованию, они также помогают раковым клеткам мигрировать и травмировать соседние клетки.

Исследователи применили ряд клеточно-биологических методов, включая «генные ножницы» CRISPR/Cas9. Они сосредоточили большую часть своей работы на опухолях рака легких, изучая органоиды — небольшие культивированные микроопухоли пациентов. Также изучали мышей и образцы опухолей молочной железы и почек человека.

Опухоли, в которых был активирован BACH1 посредством приема антиоксидантов, продуцировали больше новых кровеносных сосудов и были очень чувствительны к ингибиторам ангиогенеза. BACH1 — белок, который предотвращает активацию генов, играющих важную роль в защите нейронов от воспаления и окислительного стресса.

Он подает сигналы, связанные с миграцией раковых клеток и их включением в здоровые ткани. А ингибиторы ангиогенеза — препараты, которые препятствуют образованию сосудов внутри и вокруг опухоли, благодаря чему удается замедлить или полностью предотвратить размножение раковых клеток. Однако они могут вызывать неприятные побочные эффекты.

Ученые обнаружили, что BACH1 также может вызывать ангиогенез за счет механизма, не требующего гипоксии. Значит, опухоли могут образовывать новые кровеносные сосуды и при нормальном уровне кислорода.

Авторы научной работы также выяснили, что BACH1 регулируется аналогично белку фактора 1-альфа, индуцируемому гипоксией (HIF-1-альфа). Он участвует в росте и метастазировании опухоли, обусловленном ангиогенезом.