Учёные выяснили как западная диета через кишечные бактерии может повышать риск рака кишечника

Международная группа учёных обнаружила возможный механизм, связывающий западный тип питания с развитием колоректального рака. Исследование показало, что определённые кишечные бактерии, активность которых усиливается при рационе с высоким содержанием жиров и мяса, могут вырабатывать вещество, способствующее росту опухолей.

Колоректальный рак является одним из самых распространённых онкологических заболеваний в мире. Хотя связь между питанием и риском развития этой болезни была замечена давно, учёные до сих пор не до конца понимали, каким именно образом рацион влияет на появление и прогрессирование опухолей.

Новое исследование, опубликованное в журнале Gut, указывает на ключевую роль дезоксихолевой кислоты (DCA) — вещества, которое образуется в кишечнике под действием определённых микроорганизмов.

Учёные из немецких научных учреждений и их международные коллеги объединили эксперименты на генетически модифицированных свиньях, мышах и выращенных в лаборатории тканях человеческого кишечника с анализом микробиологических данных более чем двух тысяч человек.

Исследователи изучали бактерии, способные превращать первичные желчные кислоты в так называемые вторичные. Эти процессы происходят в толстой кишке, куда попадает небольшая часть желчных кислот, производимых печенью для переваривания жиров.

Одним из продуктов такого преобразования является дезоксихолевая кислота. Ранее учёные уже обнаруживали повышенный уровень DCA и бактерий, производящих это соединение, у людей с колоректальным раком.

Чтобы проверить причинную связь, исследователи сначала изучили генетически модифицированных свиней, которые были предрасположены к образованию полипов кишечника. Когда животных перевели на западную диету с высоким содержанием жиров, развитие опухолевых изменений ускорилось.

Одновременно у животных вырос уровень дезоксихолевой кислоты в кишечнике, а клетки эпителия толстой кишки начали быстрее делиться. Чрезмерное размножение клеток является одним из факторов, который может создавать условия для формирования опухолей.

Затем учёные дали части свиней препарат холестирамин, который связывает желчные кислоты в пищеварительном тракте и помогает вывести их из организма. После удаления избытка желчных кислот скорость аномального размножения клеток кишечника снизилась, что усилило подозрение на роль этого механизма в развитии рака.

Следующий этап экспериментов провели на мышах с контролируемым составом кишечной микрофлоры. Исследователи добавляли в кишечник животных бактерии, способные производить DCA, включая Clostridium scindens и Extibacter muris.

У мышей, получивших эти микроорганизмы, увеличивалось производство дезоксихолевой кислоты и возрастало количество опухолей в двух разных моделях колоректального рака.

Учёные также провели эксперимент с бактерией Faecalicatena contorta, изменив её генетически так, чтобы она потеряла способность производить DCA. Животные, заселённые изменёнными бактериями, развивали меньше опухолей по сравнению с мышами, у которых находился обычный штамм микроорганизма.

Кроме того, модифицированные бактерии вызывали меньшее ускорение деления клеток в человеческих органоидах кишечника — небольших моделях тканей, выращенных в лаборатории.

Чтобы проверить, наблюдается ли аналогичный механизм у людей, исследователи проанализировали образцы кишечной микрофлоры 1034 пациентов с колоректальным раком и 1108 людей без этого заболевания.

Оказалось, что гены, связанные с производством DCA, особенно у бактерий группы Clostridium scindens, чаще встречались у пациентов с раком кишечника.

Полученные данные позволяют предположить следующую цепочку событий: рацион с высоким содержанием жиров изменяет состав кишечной микрофлоры, определённые бактерии начинают активнее превращать желчные кислоты в DCA, а это вещество стимулирует избыточное размножение клеток кишечника и создаёт условия для развития опухолей.

«Наши результаты показывают, насколько сильно западная диета с высоким содержанием жиров и связанные с ней изменения микробиома кишечника могут влиять на здоровье человека», — заявил микробиолог Сёрен Оквирк из Немецкого института питания человека.

При этом учёные подчёркивают, что работа не доказывает возможность предотвращения или лечения рака кишечника с помощью препаратов, связывающих желчные кислоты. Эксперименты с доказательством причинности проводились на животных моделях, уже имеющих предрасположенность к заболеванию, а данные по людям показывают только статистическую связь.

Также исследование не подтверждает, что анализ микробиома кишечника уже может использоваться для прогнозирования риска развития рака у конкретного человека. Для этого потребуются дополнительные клинические исследования.

Тем не менее открытие даёт возможное объяснение механизму, который учёные наблюдали на протяжении многих лет. В будущем оно может помочь выявлять людей, чей состав кишечной микрофлоры делает их более уязвимыми к негативным последствиям нездорового питания.

Пока результаты исследования подтверждают существующие рекомендации по профилактике колоректального рака: рацион с большим количеством клетчатки, овощей, фруктов и цельных злаков, а также ограничением переработанного и красного мяса связан с более низким риском развития заболевания.

Исследование опубликовано в журнале Gut.