Низкоуглеводная диета может способствовать развитию колоректального рака
Ученые из Университета Торонто продемонстрировали, каким образом низкоуглеводная диета может усугубить повреждающее воздействие некоторых кишечных микробов на ДНК, что приводит к развитию колоректального рака.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology, сравнивалось влияние трех различных диет – обычной, низкоуглеводной и западного типа с высоким содержанием жиров и сахара – в сочетании с определенными кишечными бактериями на развитие колоректального рака у мышей. Исследователи обнаружили, что уникальный штамм бактерии E. coli в сочетании с диетой с низким содержанием углеводов и растворимой клетчатки стимулирует рост полипов в толстой кишке, которые могут быть предвестниками рака.
Старший автор исследования Альберто Мартин, профессор иммунологии медицинского факультета Университета Торонто, отметил, что колоректальный рак всегда считался вызванным рядом различных факторов, включая диету, микробиом кишечника, окружающую среду и генетику. Ключевым вопросом исследования было выяснить, влияет ли диета на способность определенных бактерий вызывать рак.
Для ответа на этот вопрос исследователи под руководством постдокторанта Бхупеша Тхакура изучили мышей, колонизированных одним из трех видов бактерий, ранее связанных с колоректальным раком, и кормили их либо обычной, либо низкоуглеводной, либо западной диетой. Только одна комбинация – низкоуглеводная диета в сочетании со штаммом E. coli, производящим повреждающее ДНК соединение колибактин – привела к развитию колоректального рака.
Исследователи обнаружили, что диета с дефицитом клетчатки увеличивала воспаление в кишечнике и изменяла сообщество микробов, обычно обитающих там, создавая среду, в которой могла процветать E. coli, производящая колибактин. Они также показали, что у мышей, которых кормили низкоуглеводной диетой, был более тонкий слой слизи, отделяющий кишечные микробы от эпителиальных клеток толстой кишки. Слой слизи действует как защитный щит между бактериями в кишечнике и клетками под ним. При ослабленном барьере больше колибактина могло достигать клеток толстой кишки, вызывая генетические повреждения и стимулируя рост опухоли.
Тхакур и Мартин подчеркивают необходимость подтверждения этих результатов у людей, однако они также воодушевлены многочисленными способами применения их исследования для предотвращения рака. Дефекты в репарации ДНК часто обнаруживаются при колоректальном раке, который является четвертым наиболее часто диагностируемым раком в Канаде. Примерно 15% этих опухолей имеют мутации в генах репарации. Мутации в этих генах также лежат в основе синдрома Линча, генетического заболевания, которое значительно увеличивает риск развития определенных видов рака, включая колоректальный рак.
Исследователи отмечают, что их результаты свидетельствуют о том, что избегание низкоуглеводной диеты или применение специфического антибиотического лечения для устранения бактерий, производящих колибактин, может помочь снизить риск колоректального рака у пациентов с синдромом Линча. Мартин также указывает, что штамм E. coli, называемый Nissle, который обычно содержится в пробиотиках, также производит колибактин. В его лаборатории продолжается работа по изучению того, безопасно ли длительное использование этого пробиотика для людей с синдромом Линча или тех, кто придерживается низкоуглеводной диеты.
Тхакур стремится продолжить исследование интересного результата их работы, показывающего, что добавление растворимой клетчатки к низкоуглеводной диете привело к снижению уровня E. coli, вызывающей рак, меньшему повреждению ДНК и меньшему количеству опухолей. Теперь исследователи пытаются выяснить, какие источники клетчатки более полезны, а какие менее полезны. Для этого Тхакур и Мартин сотрудничают с Хизер Армстронг, исследователем из Университета Альберты, чтобы проверить, может ли добавление растворимой клетчатки под названием инулин уменьшить количество E. coli, производящей колибактин, и улучшить здоровье кишечника у лиц с высоким риском, таких как люди с воспалительными заболеваниями кишечника.
Мартин отмечает, что их исследование подчеркивает потенциальные опасности, связанные с длительным использованием низкоуглеводной диеты с низким содержанием клетчатки, которая является распространенной диетой для снижения веса. Хотя необходимы дополнительные исследования, ученые надеются, что их работа повысит осведомленность об этой проблеме.