Сахарный диабет и рак печени: новые соображения по поводу скрининга

Высокоточные методы диагностики, такие как КТ, МРТ и молекулярно-генетические исследования, появились относительно недавно. На протяжении большей части истории медицины врачи использовали в качестве основного диагностического инструмента собственные руки. Например, было подмечено, что злокачественные опухоли часто проявляются в виде уплотнения в местах, где раньше ткань органа была более упругой. Благодаря современным технологиям, подобные биофизические характеристики можно не просто почувствовать на ощупь, а точно измерить. И это открывает новые возможности в выявлении злокачественных опухолей, в том числе на ранних стадиях.

Повышенная жесткость, или ригидность, тканей при онкологическом процессе и других патологиях в настоящее время подтверждена в клинических исследованиях. Например, эти изменения являются основным признаком цирроза печени, который со временем может прогрессировать до рака.

Недавно ученые из Стэнфордского университета (Stanford University, США) обнаружили, что для злокачественных новообразований печени, особенно при сопутствующем сахарном диабете II типа, еще больше, чем повышенная плотность, характерна другая биофизическая характеристика тканей — вязкоупругость. Так называют свойство различных тел, при котором они одновременно являются и вязкими, и упругими. В качестве примера можно привести хлебное тесто или кинетический песок: если приложить к ним силу, то сначала они будут сопротивляться, а потом постепенно «расползутся».

То, что такое явление наиболее характерно для людей с сахарным диабетом II типа, очень важно. У этих пациентов риск развития рака печени повышен в 2–3 раза, и зачастую злокачественная опухоль возникает без предшествующего цирроза.

Во многом распространенность рака печени в настоящее время увеличивается именно из-за роста заболеваемости сахарным диабетом II типа. Особенно распространена данная проблема среди людей с низкими уровнями доходов, у которых нет возможности правильно питаться и регулярно заниматься спортом.

Руководитель исследования, профессор Натали Торок (Natalie Torok), отмечает:

Это первая научная работа, которая подвергает сомнению догму о повышенной плотности тканей как первичном предикторе злокачественных опухолей печени. В соответствии с современными рекомендациями, скрининг рака печени проводится только у пациентов с циррозом. В результате многие люди с сахарным диабетом II типа вообще не проходят профилактические обследования. Данные выводы имеют значение не только при раке печени, но и при других онкологических заболеваниях, для которых сахарный диабет выступает в качестве фактора риска. В частности, речь идет о раке молочной железы.

В ходе исследования была изучена роль вязкоупругости при раке печени на образцах тканей онкологических пациентов, животных и клеточных культурах, выращенных в лаборатории в желеобразной среде (гидрогеле).

Интеллектуальная собственность https://www.euroonco.ru

Плотность тканей и заболевания печени

Плотность ткани печени можно оценить с помощью неинвазивных методик, которые называются транзиторной эластографией или МР-эластографией. Во время исследования на живот пациента помещают специальную вибрирующую подушку. Вибрации, проходящие через плотные и податливые ткани, по-разному меняют свои характеристики, и это регистрирует датчик.

Читайте также о том, как ИИ помогает выявлять злокачественные опухоли с помощью эластографии.

Если плотность печени превышает определенные пороговые значения, то у пациента диагностируют цирроз. Таким людям рекомендуется раз в полгода проходить скрининг на рак печени. В обследование входит УЗИ органов брюшной полости и лабораторные анализы крови.

Увеличение плотности ткани печени при циррозе происходит за счет изменения структуры внеклеточного матрикса — вещества, которое заполняет промежутки между клетками и состоит из белков, сахаров и минералов.

Доктор Овиджит Чаудхури (Ovijit Chaudhuri), в сотрудничестве с лабораторией которого проводилось исследование, рассказывает:

Наши органы — не просто скопления клеток. Все клетки находятся внутри каркаса, который называется внеклеточным матриксом. Он не только обеспечивает их механическую поддержку, но и влияет на созревание, специализацию и функционирование.

Внеклеточный матрикс служит как бы направляющей, он заставляет клетки занимать отведенное им место, чтобы ткань органа в целом имела нормальное строение и правильно функционировала. Если матрикс разрушен, то клетки с большей вероятностью распространяются в места, где их не должно быть, бесконтрольно размножаются, претерпевают трансформацию, в том числе злокачественную.

У людей с сахарным диабетом повышен уровень так называемых конечных продуктов гликирования (КПГ). Они образуются, когда уровень глюкозы в крови повышается, и она начинает связываться с различными белками, включая коллаген — основной компонент межклеточного матрикса.

Ученые обнаружили, что у людей с сахарным диабетом II типа повышен уровень КПГ в печени, и за счет этого ее ткань становится более вязкоупругой, но не более плотной по сравнению с нормой. Эксперименты над мышами показали, что у животных, которых кормили продуктами с высоким содержанием КПГ, внеклеточный матрикс печени содержал более короткие волокна коллагена, и между этими волокнами были слабее связи.

Эксперименты на клетках, выращенных в гидрогеле, показали, что, когда среда становится более вязкоупругой, клетки приобретают способность перемещаться в нехарактерные для них места и преодолевать биологические барьеры.

Вызов устоявшейся парадигме

На конечном этапе исследователи проанализировали некоторые клеточные сигналы, способствующие прогрессированию рака печени в вязкоупругих средах. В частности, внимание ученых привлек связанный со злокачественными опухолями белок YAP.

Профессор Торок комментирует полученные результаты:

Это первый случай, когда удалось показать, что изменения в структуре коллагена делают ткани вязкоупругими и способствуют прогрессированию рака, вне зависимости от плотности. Это смена парадигмы, позволяющая объяснить, почему повышен риск развития злокачественных опухолей при сахарном диабете, и кому стоит проходить регулярные скрининги.

Как и плотность, вязкоупругость печени можно оценить с помощью МР-эластографии. Авторы этого исследования планируют в скором времени начать клинические испытания, чтобы проверить, как их открытие поможет реальным пациентам.

Оградить себя от риска развития рака на 100% невозможно, даже если вести абсолютно здоровый образ жизни. Поэтому важную роль играют скрининговые исследования. К сожалению, эффективные виды скрининга есть не для всех типов злокачественных опухолей. Разработка новых эффективных методик поможет чаще выявлять онкозаболевания на ранних стадиях и спасать множество жизней.

Источник: sciencedaily.com.