Prevention and treatment of gastric cancer by bioactive fatty acids
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 911219
- Ansvarlig person
- Asgaut Viste
- Institusjon
- Universitetet i Bergen
- Prosjektkategori
- Forskningsprosjekt
- Helsekategori
- Cancer
- Forskningsaktivitet
- 3. Prevention
Rapporter
I en tidligere dyrestudie har vi kunnet senke forekomsten av kreft ved å bruke bioaktive fettsyrer for å redusere inflammasjon som årsak til utvikling av kreft. I et nytt forsøk ønsker vi nå å se på progenitor celler, celler som gir opphav til kreftceller og karakterisere disse nærmere.Tilbakeføring av tynntarmssekret til magesekken fører til induksjon av en kronisk irritasjon i magesekkens slimhinnen. Denne tilbakeføringen kan skje eksperimentelt ved hjelp av en operasjon. Dette er en kjent modell for å indusere kreft.
Det har vist seg at induksjon av kreft etter 50 ukers behandling er avhengig av refluks størrelsen, men også av næringsinntaket. Vi har i en tidligere modell med moderat refluks funnet at kreftinduksjonen ligger på mellom 21 og 35 %.
I denne studien fant vi i det histologiske bildet av ventrikkelslimhinnen et bånd av lysere celler. Dette område svarer til midtre del av foveolar kryptene. Cellene i dette område farger positivt på PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen) noe som indikerer økt proliferasjon og dermed celleaktivitet. I ventrikkelen er dette området beskrevet som en regenerasjonslinje der disse cellene er betegnet som progenitor celler. Progenitor celler har muligheten for å differensiere seg til ulike celler tilhørende et organ, i magesekken vil dette si til ulike celler tilhørende magesekken. Dette til forskjell fra stamceller som har potentialet til å utvikle seg til hvilken som helst celle i en organisme.
Vi har i en tidligere studie, der det er anlagt en gastroduodenal refluks, sett at vi i det histologiske bildet tett opp til anastomosen mellom tynntarm og ventrikkel har et tap av parietalceller. Grunnet dette ble det satt opp en pilotstudie for innføring av spesialisert histokjemi og immunhistokjemi for å kunne farge på ulike slimkomponenter i ventrikkelcellene. Diise fargemetodene er nå etablert og består av HID-AB, GOS, ConA, MUC2, MUC5AC og MUC6.
Sammen med UiB Microarray Core Facility er det designet en studie for å karakterisere disse cellene nærmere. Det er planlagt 4 grupper, derav en kontrollgruppe der rotter opereres med duodenal refluks for å indusere en kronisk inflammasjon i magsekken. I en tildligere studie har vi sett at kreftutvikling alltid skjer tett opp til anastomosen og det er også her vi forventer celleforandringer. Det er planlagt å karakterisere forandringer i genuttrykket og proteinprofilen i disse cellene ved hjelp av mikroarray samt histologiske spesialfarginger og immunhistokjemi. Dyreforsøkene avsluttes i mars 2011.
I en eksperimentell dyrestudie har vi kunnet vise at bioaktive fettsyrer som vi finner i fiskeolje kan redusere utviklingen av kreft i magesekken.Teoretisk har bioaktive fettsyrer som omega-3 flerumettede fettsyrer i fiskeolje og tetradecylthioeddiksyre (TTA) en gunstig effekt mot flere typer kreftceller. Høyt inntak av mettede fettsyrer kan muligens øke frekvensen av ulike kreft typer. Vi har brukt en kirurgisk refluksmodell der innhold fra tynntarm føres tilbake til magesekken. Dette induserer kreft i magesekken etter modellen: kronisk betennelse – celleforandringer – kreft. Vi ønsket å undersøke om en diett rik på mettede fettsyrer i kombinasjon med bioaktive fettsyrer har innvirkning på kreftutviklingen i denne modellen.
Hos 210 mannlige Wistar rotter ble det anlagt en forbindelse mellom tynntarm og magesekk. 185 rotter ble inkludert og delt inn i 5 behandlingsgrupper. 1) Lav fett (LF) diett med 7 % mettet fett, 2) Høy fett (HF) diett med 25% mettet fett, 3) HF + 0.375% TTA, 4) HF + 10.4% fiskeolje og 5) HF + 10.4% fiskeolje + 0.375% TTA. Etter 50 uker med behandling ble dyrene avlivet og magesekk med anastomose fjernet. Hele magesekken med anastomose ble undersøkt makroskopisk og mikroskopisk. Immunhistokjemisk farging på COX2 (cyclooxygenase-2), PCNA (proliferating cell nuclear antigen) og p53 (tumor suppressor gen protein) ble utført der utvikling av kreft ble funnet.Makroskopiske og mikroskopiske tumores ble kun funnet i magesekken. Det ble funnet øket, men ikke signifikant forekomst av kreft i HF gruppen (35.1%) sammenlignet med LF gruppen (21.1%). Både TTA (16.2%) og fiskeolje (21.1%) reduserer forekomsten av kreft i forhold til HF gruppen. Ved kombinasjon av TTA og fiskeolje med HF diett, observerte vi en signifikant reduksjon av kreftutvikling (8.6%) med p=0.01. Immunhistokjemisk farging av adenocarcinom med COX2 og PCNA viste en positiv tendens av både økt celleaktivitet og betennelsesprosesser, men uten signifikans mellom gruppene. p53 viste en negativ tendens uten signifikans mellom gruppene. Vi konkluderer med at både fiskeolje og TTA reduserer forekomsten av kreft i magesekken, ved kombinasjon av fiskeolje og TTA reduseres denne signifikant. Fiskeolje forhindrer ikke utviklingen av adenocystisk proliferasjon, men ser ut til å forhindre at denne går over til kreft. TTA forhindrer utviklingen av adenocystiske proliferasjoner.
Duodenogastric reflux in rats causes adenocarcinoma in the stomach, without the use of carcinogens. In our rat model we induced duodenogastric reflux and combined this with bioactive fatty acids added to the food. Our hypothesis is that bioactive fatty acids might reduce the frequency of gastric cancer in rats.Male Wistar rats weighing 250g were used in this experiment. From previous experiments we know that about 40 % of the animals will develop gastric carcinomas in one year when a duodeno-gastric reflux is created. We therefore operated 280 rats, which are given 5 different diets (40 animals in each group): 1) control diet, 2) High fat diet (HF) (30% saturated fat), 3) HF + TTA (0.15%), 4) HF + fish oil (5%), and 5) HF + fish oil + TTA. After 50 weeks the animals were sacrificed under general anesthesia. The stomach was removed, opened along the greater curvature and pinned flat onto a corkboard, examined for macroscopic tumor formation and embedded in 4 % formaldehyde for 48 hours. Samples from the stomach that contained the anastomosis was processed for paraffin wax embedding and sectioning and stained with haematoxylin and eosin. In addition we obtained tissue samples from fat tissues, liver, heart and kidney. Blood and urine samples were also be collected.
Light microscopy of haematoxylin and eosin stained tissue was performed. We found some macroscopic tumors, but these could not allways be verified as cancer. Light microscopy reveiled adenocarcinomas in 11 cases, and lower than expected, whereas 58 cases showed adenomas.
To investigate these tumors further for changes in protein expression and antigens we selected different markers for immunohistochemestry straining. All cases were tumors were found with light microscopy, either andeoma or adenocarinoma were stained with COX2, P53, CAM5.2, PCNA, CK 14 and CK19. This work is under progress and will be finished mach 2009.
Vi har benyttet en modell hvor rotter utvikler svulster i magesekk etter at det er etablert jejunogastrisk refluks. Bioaktive fettsyrer og fiskeprotein har effekt på celledød. I denne studien forer vi rotter med dietter med varierende innhold av protein og fett for å undersøke forekomst av magekreft hos dyrene.AIM OF THE STUDY
• Use of gastric cancer cell cultures to investigate the growth-limiting potential of bioactive fatty acids and fish protein hydrolysates on gastric cancer
• Investigate the potential of bioactive fatty acids and fish protein hydrolysates against gastric cancer in a rat model
• Investigate how a high fat diet (saturated) influence on the risk of gastric cancer in a rat model
• Determine the molecular mechanism behind growth regulation by bioactive fatty acids and fish protein hydrolysates in in vitro as well as in vivo models
• Investigate how bioactive fatty acids and fish protein hydrolysates affect the mitochondrial function in gastric cancer cells
• Bio-prospectation in order to find the active component in fish protein that might have beneficial effects on gastric cancer cell growth
• On the assumption that the results from in vitro and in vivo experiments is promising, we will evaluate if there might be a potential to use this compounds for prevention and/or treatment of gastric cancer in humans
The association between dietary factors and the risk of esophageal adenocarcinoma is not well understood, but a significant inverse association between the risk of this cancer type and several food diversity scores has been observed. It has also been suggested, based on epidemiologic studies, that a diet high in meat may increase the risk of distal stomach adenocarcinoma. We have included a diet rich in saturated fat (30%) in the animal model in order to determine if a high amount of saturated fat will increase the risk of gastric cancer. Also this diet will be combined with bioactive fatty acids and fish oil to investigate if these supplementations will potentially abolish a possible increased occurrence of gastric cancer after high fat feeding over a long time period.
Bioaktive fettsyrer og fiskeprotein har effekt på celledød. I denne studien forer vi rotter med dietter med varierende innhold av protein og fett for å undersøke forekomst av magekreft hos dyrene. I tillegg skal vi bruke cellekulturer for å analysere effekten av bioaktive fettsyrer og fiskeprotein på kreftcellene.Hensikten med studien er å undersøke om
1) bioaktive fettsyrer og fiskeprotein har en gunstig effekt på carcinogenese hos rotter
2) høyt inntak av mettet fett har en motsatt effekt ved å øke forekomst av kreft hos rottene.
Magekreft er til tross for redusert forekomst fortsatt en hyppig og alvorlig kreftform i Norge. I tillegg vet en at kreft i nedre del av spiserøret er den kreftform som på verdensbasis har den største prosentvise økning. En antar at størsteparten av disse krefttilfellene er relatert til kosthold og ulike substanser som en får i seg via fordøyelsessystemet.
Det er kjent at noen fettsyrer og derivater av disse fører til celledød hos kreftceller. En fettsyre - TTA - synes å trigge apoptosen via mitokondrie-relaterte mekanismer. I de senere år er det også kjent at omega-3 fettsyrer, som finnes i store mengder i fiskeoljer, er ansvarlig for den gunstige effekten på blodlipidene. I tillegg viser det seg at proteiner i fiskeoljene også spiller en viktig rolle
Etter etablering av en kirurgisk refluksmodell hvor tynntarmsinnhold strømmer tilbake til magesekken vil ca. 30% av rottene utvikle magekreft etter 1 års observasjon. Ved å gi rottene ulik tilsetning av protein og fiskeolje vil vi undersøke om dette fører til endret kreftforekomst.
I en annen delstudie vil vi undersøke vekstbegrensende potensiale av bioaktive fettsyrer og fiskeprotein i cellekultur med magekreftceller. Dette innebærer også studier av molekylære mekanismer for vekstregulering og mitokondriefunksjon ved bruk av fettsyrer og fiskeprotein.
Resultatene fra studiene vil kunne indikere om fiskeoljer og protein har et potensiale innen forebygging av mage-spiserørskreft.
Vitenskapelige artikler
Christensen B, Berge K, Wergedahl H, Bohov P, Pettersen C H, Schønberg S, Berge R K, Svendsen E, Viste A
Bioactive fatty acids reduce development of gastric cancer following duodenogastric reflux in rats.
International Society for Diseases of the Esophagus, Kagoshima, Japan, 2010
Christensen B, Berge K, Wergedahl H, Berge R K, Svendsen E, Viste A
Bioaktive fettsyrer og carcinogense ved ventrikkelcancer. En eksperimentell studie.
Vitenskapelige forhandlinger. Norsk Kirurgisk Forenings Høstmøte 2009;73.
Christensen B, Berge K, Wergedahl H, Berge R K, Svendsen E, Viste A
Bioaktive fettsyrer og carcinogense ved ventrikkelcancer. En eksperimentell studie.
Vestnorsk gastroforum
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til Faglig rapportering, Helse Vest