Генетические варианты связывают потребление мяса с повышенным риском рака кишечника

Зная о связи между употреблением красного и обработанного мяса и заболеваемостью колоректальным раком, но не о биологической основе этого явления, исследователи определили два генетических маркера, которые могут объяснить это. Понимание процесса заболевания и генов, лежащих в его основе, может помочь разработать более эффективные стратегии профилактики.

Колоректальный рак, также известный как рак кишечника, является третьим по распространенности раком и второй по значимости причиной смертности от рака во всем мире.

Хотя связь между потреблением красного и обработанного мяса и колоректальным раком известна уже давно, преобладающий биологический механизм, лежащий в ее основе, не идентифицирован. В новом исследовании ученые из Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии (USC) выявили два гена, которые изменяют уровни риска рака в зависимости от потребления красного и обработанного мяса.

«Эти результаты свидетельствуют о том, что существует часть населения, которая сталкивается с еще более высоким риском колоректального рака, если они едят красное или обработанное мясо», — сказала Мариана Стерн, ведущий автор исследования. «Это также позволяет нам взглянуть на потенциальный механизм этого риска, который мы затем можем проследить с помощью экспериментальных исследований».

Исследователи проанализировали объединенную выборку из 29 842 случаев колоректального рака и 39 635 контрольных людей из 27 исследований. Сначала они использовали данные исследований для создания стандартных показателей потребления красного мяса (говядины, свинины, баранины) и обработанного мяса (бекон, колбасы, мясные деликатесы, хот-доги). Для каждой категории они рассчитали порции в день с поправкой на индекс массы тела (ИМТ) и разделили участников на четыре группы в зависимости от уровня потребления красного или обработанного мяса. Люди с самым высоким уровнем потребления красного мяса и обработанного мяса имели повышенный риск развития колоректального рака на 30% и 40% соответственно. Эти результаты не учитывают генетическую изменчивость, которая может повышать риск для некоторых людей.

На основе образцов ДНК исследователи собрали данные о более чем семи миллионах вариантов генов, охватывающих весь геном – полный набор генетических данных – для каждого участника исследования. Чтобы проанализировать связь между потреблением красного мяса и риском развития рака, был проведен полногеномный анализ взаимодействия генов и окружающей среды.

Однонуклеотидные полиморфизмы (SNP, произносится как «снипы») являются наиболее распространенным типом генетических вариаций. Каждый SNP представляет собой разницу в одном строительном блоке или нуклеотиде ДНК: аденине (А), тимине (Т), гуанине (G) и цитозине (С). Например, SNP может заменить букву C на букву T на определенном участке ДНК. Чаще всего SNP обнаруживаются в ДНК между генами. Они могут действовать как биологические маркеры, помогая найти гены, связанные с заболеваниями.

Здесь исследователи изучили SNP участников, чтобы определить, влияет ли наличие определенного варианта гена на риск колоректального рака у людей, которые ели больше красного мяса. Связь между красным мясом и раком изменилась только для двух из исследованных SNP: SNP в хромосоме 8 рядом с геном HAS2 и SNP в хромосоме 18, части гена SMAD7.

Ген HAS2 является частью пути, который кодирует модификацию белка внутри клеток. Предыдущие исследования связывали это с колоректальным раком, но никогда с употреблением красного мяса. Анализ исследователей показал, что люди с общим вариантом гена, обнаруженным у 66% населения, имели на 38% более высокий риск развития колоректального рака, если они потребляли наибольшее количество мяса. Напротив, у людей с более редким вариантом того же гена не было повышенного риска развития рака, когда они ели больше красного мяса.

SMAD7 регулирует гепсидин, белок, связанный с метаболизмом железа. В пище содержится два типа железа: гемовое и негемовое. Организм легче всего усваивает гемовое железо, причем до 30% его усваивается из потребляемой пищи. Поскольку красное и обработанное мясо содержат высокий уровень гемового железа, исследователи предположили, что различные варианты SMAD7 могут увеличить риск рака, изменяя то, как организм перерабатывает железо.

«Когда гепсидин нарушается, это может привести к увеличению абсорбции железа и даже к перегрузке железом клеток», — сказала Марианна Стерн.

Люди с двумя копиями наиболее распространенного варианта гена SMAD7, присутствующими примерно у 74% населения, имели на 18% больший риск развития колоректального рака, если они ели большое количество красного мяса. Те, у кого была только одна копия наиболее распространенного варианта или две копии менее распространенного варианта, имели значительно более высокий риск рака: 35% и 46% соответственно.

«Эти результаты свидетельствуют о том, что разные генетические варианты могут вызывать разный риск развития колоректального рака у людей, потребляющих красное мясо, и подчеркивают возможное объяснение того, как развивается заболевание», — сказал Джоэл Санчес Мендес, соавтор исследования.

Ученые подчеркивают, что результаты исследования не доказывают причинно-следственную связь между этими генетическими вариантами и потреблением красного и обработанного мяса.

«Это дает нам важную пищу для размышлений», — сказала Марианна Стерн. «Мы проводим исследования взаимодействия генов и окружающей среды, когда знаем, что существует четкая связь между воздействием окружающей среды и заболеванием, но то, что происходит между ними, по-прежнему остается черным ящиком».

Ученые надеются продолжить экспериментальные исследования, которые могли бы укрепить доказательства роли нарушения регуляции метаболизма железа в развитии колоректального рака.

Исследование было опубликовано в журнале Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention.