По последним оценкам, более 140 миллионов человек из 50 стран регулярно подвергаются воздействию мышьяка через питьевую воду. Уровень воздействия значительно превышает рекомендуемое значение (10 мкг/л), установленное Всемирной организацией здравоохранения. Общеизвестно, что хроническое воздействие мышьяка из питьевой воды вызывает различные виды рака, включая рак кожи.
Исследователи из Технологического института Сибаура (SIT) и Университета Нагои недавно смогли определить основные биологические механизмы ингибирования канцерогенеза. Используя исследования in vitro, исследовательская группа смогла продемонстрировать, как кальцитриол, или активированный витамин D3, ингибирует опосредованный мышьяком канцерогенез в определенных типах клеток кожи, известных как «кератиноциты».
Эти клетки в основном находятся в эпидермисе, самом внешнем слое кожи. Научно установленным фактом является то, что определенные сигнальные молекулы — белки—киназы (например, MEK или «AKT»), которые контролируют судьбу различных биологических процессов, — тесно связаны с развитием опухоли.
Профессор Ичиро Ядзима из Отдела молекулярной и клеточной токсикологии факультета биологических наук и инженерии SIT, возглавлявший исследовательскую группу, говорит: «Наше исследование in vitro на нетуморогенных кератиноцитах кожи HaCaT человека показало, что кальцитриол, который также известен как активированный витамин D3 или 1,25-дигидрокси-витамин D3, ингибируетмышьяк-опосредованный рост, не зависящий от закрепления, с подавлением связанной с раком активации нескольких сигнальных путей, включая MEK, ERK1 / 2 и AKT, а также активности клеточного цикла».
Чтобы выяснить взаимосвязь между поглощением мышьяка и обработкой кальцитриолом, исследователи измерили уровни мышьяка в клетках HaCaT — долгоживущих, спонтанно иммортализованных кератиноцитах эпидермиса человека, обработанных кальцитриолом, с помощью масс-спектрофотометра с индуктивно связанной плазмой.
Весьма интересно, что уровни мышьяка в клетках HaCaT, культивируемых с мышьяком, значительно снижались, когда эти клетки обрабатывались увеличивающимися дозами кальцитриола. Результаты их исследования были опубликованы в Американском журнале исследований рака.
Доктор Масаси Като, профессор кафедры гигиены труда и окружающей среды Университета Нагои, Япония, и соавтор исследования, добавляет: «Кальцитриол значительно подавлял поглощение мышьяка в клетках HaCaT с помощью регуляции экспрессии генов аквапоринов (AQP7, 9 и 10), которыебыли изменены воздействием мышьяка. Экспрессия рецептора витамина D значительно повышалась при воздействии мышьяка, тогда как кальцитриол не влиял на экспрессию рецептора».
Результаты этих анализов были поразительными: мышьяк-опосредованный независимый от анкеровки рост клеток Beas-2b, обработанных кальцитриолом, подавлялся на 21,4-70,0%, что позволяет предположить, что потенциал кальцитриола подавлять мышьяк-индуцированный онкогенез не ограничивается кератиноцитами.
Эти результаты показывают, что кальцитриол подавляет индуцированный мышьяком онкогенез не только в кератиноцитах, но и в других клетках-мишенях, включая эпителиальные клетки легких. Кроме того, схема экспрессии генов аквапоринов, участвующих в поглощении мышьяка, что является критическим этапом в канцерогенезе, вызванном мышьяком, значительно изменяется при лечении кальцитриолом. Поэтому ученые считают, что активированный витамин D3, или кальцитриол, может способствовать профилактике и лечению заболеваний, вызванных мышьяком, включая рак.
Экологические токсины, такие как мышьяк, вносят значительный вклад в развитие опасных для жизни заболеваний, таких как рак. Однако могут потребоваться годы, даже десятилетия, чтобы рак развился из-за употребления воды, загрязненной мышьяком. Текущие исследования ясно показывают, что кальцитриол можно использовать в качестве тестируемого соединения для подтверждения безопасности и эффективности активированного витамина D3 и / или его аналогов в профилактике или лечении рака, вызванного мышьяком.