Учёные объяснили, почему диабет повышает риск развития рака

В течение многих лет исследователи пытались понять, почему люди с сахарным диабетом имеют повышенный риск развития некоторых типов рака. Возможное объяснение предложила команда профессора Джона Термини (John Termini) из некоммерческого клинического исследовательского центра City of Hope.

Специалисты обнаружили, что вследствие повышения уровня сахара в крови увеличивается риск повреждения ДНК человека (по сравнению с рисками, которые имеются в том случае, если сахар в крови держится на здоровом уровне). А из-за повреждений ДНК, в свою очередь, возрастает вероятность развития рака.

"Давно известно, что у людей с диабетом риск развития некоторых видов рака в 2,5 раза выше. Поскольку заболеваемость диабетом продолжает расти, уровень заболеваемости [онкологией], вероятно, также возрастёт", – подчеркнул важность выводов нового исследования Термини.

Он также отметил, что в число типов онкологии, риск которых повышается у людей с диабетом, входит рак яичников, молочной железы и почек.

Ранее высказывались предположения, что вероятность развития рака повышается у диабетиков из-за нарушения выработки гормонов. Так, у людей с диабетом второго типа инсулин не обеспечивает эффективную транспортировку глюкозы в клетки. Таким образом, поджелудочная железа вырабатывает всё больше инсулина, и развивается состояние под названием гиперинсулинемия.

Но помимо контроля уровня глюкозы в крови, гормон инсулин также может стимулировать рост клеток, и это может привести к раку.

Кроме того, большинство людей с диабетом второго типа имеют избыточный вес, а излишки жировой ткани вырабатывают более высокие уровни гормонов адипокинов, нежели у людей со здоровым весом. Эти гормоны вызывают хроническое воспаление, которое также связано с раком.

"Гормональной гипотезы" придерживаются многие учёные, однако убедительных доказательств в её пользу пока нет, отмечает Джон Термини.

Между тем его команда выдвинула другую версию. Специалисты задались вопросом, может ли повышение уровня глюкозы в крови, наблюдаемое при диабете, сделать нити ДНК более склонными к повреждениям. Поясним, что в этом случае геном становится нестабильным, что является фактором риска появления мутаций и развития рака.

Чтобы проверить эту версию, учёные искали определённый тип повреждений в виде химически модифицированных оснований ДНК, известных как аддукты, в тканевых культурах и у мышей с диабетом. В результате они действительно обнаружили ДНК-аддукт под названием CEdG, который встречался в "диабетических моделях" чаще, чем в нормальных клетках или тканях здоровых грызунов.

Более того, выяснилось, что высокий уровень глюкозы влияет на процесс её фиксации клетками.

"Воздействие высоких уровней глюкозы приводит как к [появлению] ДНК-аддуктов, так и к подавлению их репарации, что в сочетании может вызвать нестабильность генома и рак", – объяснил Термини.

Он и его коллеги недавно завершили клиническое исследование, в ходе которого измеряли уровни CEdG, а также его аналога в РНК (CEG), у добровольцев с диабетом второго типа. Как и у мышей, у пациентов с диабетом уровни CEdG и CEG были значительно выше, чем у людей, не имеющих диабета.

На следующем этапе исследователи определили два белка, которые проявляют меньшую активность при диабете. Первый из них – фактор транскрипции HIF1α – активирует несколько генов, участвующих в процессе репарации (починки) ДНК. Второй – mTORC1 – является сигнальным белком.

"Мы обнаружили, что если мы стабилизируем HIF1α в среде с высоким содержанием глюкозы, мы тем самым усиливаем репарацию ДНК и уменьшаем её повреждение. И mTORC1 фактически контролирует HIF1α, поэтому, если вы стимулируете mTORC1, вы стимулируете HIF1α", – рассказывает Термини.

По его словам, уже существует несколько препаратов, которые стимулируют HIF1α либо mTORC1. В дальнейшем учёные хотят проверить, снижают ли эти препараты риск заболевания раком у модельных животных с диабетом. Если ответ будет положительным, последуют клинические испытания.

Важно отметить ещё одну перспективную стратегию. Известно, что препарат метформин, который помогает снизить уровень глюкозы в крови, также стимулирует восстановление ДНК. Команда намерена проверить, может ли усилить положительный эффект комбинированная терапия – использование метформина в сочетании с лекарственными средствами, которые стабилизируют HIF1α или усиливают передачу сигналов mTORC1.

В заключение авторы работы отмечают, что уже сейчас существует более простой и доступный способ снижения риска развития рака у диабетиков – постоянный контроль уровня сахара в крови.

О проделанной работе команда отчиталась на Национальной встрече Американского химического общества (ACS National Meeting & Expo 2019).

Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как снизить вероятность развития рака, диабета и других опасных заболеваний, а также о том, какие препараты могут, напротив, повысить риск развития диабета.