Vitamine D en borstkanker*
Uit een studie, weliswaar met muizen, lijkt het dat vitamine D belangrijk is bij
borstkanker. Muizen in de studie met lage bloedwaarden vitamine D hadden veel meer kans op uitzaaiingen en een snellere groei van de kankercellen dan de muizen met goede bloedwaarden vitamine D. Nadien onderzochten de wetenschappers bij 34 vrouwen met borstkanker de
bloedwaarden vitamine D en de aanwezigheid van een bepaalde proteïne die een rol speelt bij de groei en het uitzaaien van borstkankercellen. Ook bij deze vrouwen waren lage bloedwaarden vitamine D gerelateerd aan hogere waarden van dat
proteïne, en omgekeerd.
De studie.
(Mei 2016)
Vitamin D deficiency contributes to spread of breast cancer in mice, Stanford study finds
Breast tumors in laboratory mice deficient in vitamin D grow faster and are more likely to metastasize than tumors in mice with adequate levels of vitamin D, according to a preliminary study by researchers at the Stanford University School of Medicine.
The research highlights a direct link between circulating vitamin D levels and the expression of a gene called ID1, known to be associated with tumor growth and breast cancer metastasis.
The finding builds upon several previous studies suggesting that low levels of vitamin D not only increase a person's risk of developing breast cancer, but are also correlated with more-aggressive tumors and worse prognoses. Although the research was conducted primarily in mice and on mouse cells, the researchers found in a study of 34 breast cancer patients that levels of circulating vitamin D were inversely correlated with the expression levels of ID1 protein in their tumors, and they confirmed that a vitamin D metabolite directly controls the expression of the ID1 gene in a human breast cancer cell line.
"Although much more research needs to be done, research from our lab and others suggests that people at risk for breast cancer should know their vitamin D levels and take steps to correct any deficiencies," said Brian Feldman, MD, PhD, assistant professor of pediatrics.
Feldman, who is a Bechtel Endowed Faculty Scholar, is the senior author of the study, which was published online in Endocrinology. Lead authors of the work are graduate student Jasmaine Williams and postdoctoral scholar Abhishek Aggarwal, PhD.
A brake on tumor progression?
The link between vitamin D and calcium metabolism is well-known. More recently, however, researchers have begun to suspect that vitamin D may affect many other important biological processes, including tumor progression. However, it's not clear exactly which step in cancer development the vitamin may affect.
In the new study, Williams and Aggarwal investigated whether vitamin D levels affected the metastatic ability of mouse breast cancer cells implanted into the mammary fat pad of laboratory mice. One group of 10 mice was first fed a diet lacking in the vitamin for 10 weeks; the other 10 received a normal dose in their food.
Mice fed a diet deficient in vitamin D developed palpable tumors an average of seven days sooner than their peers, and after six weeks of growth those tumors were significantly larger in size than those in animals with adequate vitamin D levels.
The researchers then examined two well-characterized lines of mouse tumor cells, 168FARN and 4T1. Prior research has shown that cells from either group form tumors when implanted in laboratory mice, but only 4T1 results in aggressive tumors that spread to other parts of the animal's body.
Vitamin D and ID1 expression
The researchers found that the 4T1 cell line expresses significantly lower levels of the vitamin D receptor protein. When they genetically engineered 168FARN cells to also have lower-than-normal levels of the VDR protein, the cells began to behave much more like the 4T1 cells. They migrated more freely in a laboratory dish and, when injected into 10 mice, they grew aggressively. In six of these mice, the modified cancer cells metastasized to the liver during the course of four weeks. In contrast, none of the tumors in the 10 mice that received unmodified 168FARN cells spread to the liver during the study period.
To identify how vitamin D might be affecting metastasis, the researchers analyzed gene expression in the tumors that developed in mice with varied levels of vitamin D in their diets and in the tumors of mice injected with modified or unmodified 168FARN cells. They found that in cases in which vitamin D was lacking from the diet or in which cells were missing much of the VDR protein, tumor cells expressed more of a gene called ID1, which has been shown to play a role in breast cancer metastasis. Further investigation showed that VDR binds directly to a stretch of DNA near the ID1 gene and suppresses its expression in both mouse and human cells.
Finally, the researchers compared circulating vitamin D levels in 34 breast cancer patients at Stanford with the levels of ID1 in tumor cells that were surgically removed during the course of disease treatment. They found an inverse correlation: Women with lower levels of vitamin D expressed more ID1 in their tumor tissues than did women with higher levels of vitamin D.
"Our study shows that a deficiency in vitamin D levels, or an inability of tumor cells to respond appropriately to the presence of vitamin D, is sufficient to trigger non-metastatic cancer cells to become metastatic," said Feldman. "It's enough to significantly accelerate tumor progression in our mouse model. Further studies are warranted, but this direct association between vitamin D levels and ID1 expression is very interesting to us."
· References
Tumor Autonomous Effects of Vitamin D Deficiency Promote Breast Cancer Metastasis
Jasmaine D. Williams, Abhishek Aggarwal, Srilatha Swami, Aruna V. Krishnan, Lijuan Ji, Megan A. Albertelli, and Brian J. Feldman
Endocrinology
DOI. 10.1210/en.2015-2036
The research was supported by the Stanford Cancer Institute, the California Breast Cancer Research Program and a National Institutes of Health Director's New Innovator Award.
Stanford's Department of Pediatrics also supported the work.
Source: Stanford University Medical Center
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Vitamine D-tekort draagt bij aan verspreiding van borstkanker in muizen, Stanford studie blijkt
Borsttumoren in het laboratorium muizen die een tekort aan vitamine D sneller groeien en hebben meer kans op uitzaaiingen dan tumoren in muizen met een adequaat niveau van vitamine D, volgens een voorlopige studie door onderzoekers van de Stanford University School of Medicine.
Het onderzoek wijst op een direct verband tussen circulerende vitamine D-niveaus en de expressie van een gen genaamd ID1, bekend te worden geassocieerd met tumorgroei en uitzaaiing van borstkanker.
De constatering bouwt voort op een aantal eerdere studies suggereren dat lage niveaus van vitamine iemands risico op het ontwikkelen van borstkanker niet alleen D te verhogen, maar ook gecorreleerd met meer agressieve tumoren en slechtere prognoses. Hoewel het onderzoek voornamelijk bij muizen en muizencellen werd uitgevoerd, vonden de onderzoekers in een studie van 34 borstkankerpatiënten die niveaus van circulerende vitamine D omgekeerd gecorreleerd met de expressieniveaus van ID1 eiwit in hun tumoren, en werd bevestigd dat een vitamine D metaboliet direct de expressie van het gen ID1 in een humane borstkanker cellijn.
"Hoewel er veel meer onderzoek gedaan moet worden, uit onderzoek van ons lab en anderen suggereert dat mensen met een risico op borstkanker hun vitamine D-niveaus moeten weten en stappen ondernemen om eventuele tekortkomingen te corrigeren", zegt Brian Feldman, MD, PhD, assistent-professor kindergeneeskunde.
Feldman, die een Bechtel Endowed Faculteit Scholar, is de senior auteur van de studie, die online werd gepubliceerd in Endocrinology. Lood auteurs van het werk zijn afgestudeerde student Jasmaine Williams en postdoctorale geleerde Abhishek Aggarwal, PhD.
Verwarring over optimale dosering
De onderzoekers benadrukken dat hun bevindingen impliceren niet dat er meer vitamine D is altijd beter. Het corrigeren van een tekort is heel anders dan het nemen van meer dan de aanbevolen dosering, die het Institute of Medicine zegt is 600 internationale eenheden per dag voor mensen leeftijd van 70 en jonger, en 800 IU voor oudere volwassenen. Excess niveaus, verscheiden schatting bij ongeveer 4000 tot 10.000 IU per dag, zijn gekoppeld aan schade aan de nieren, cardiovasculair systeem en andere organen.
Niet alle medische organisaties eens op de optimale hoeveelheid vitamine D. De verwarring ten dele te wijten aan het feit dat, hoewel het kan worden ingenomen via voedsel en voedingssupplementen, ons lichaam kan ook vitamine D maken met behulp van ultraviolette straling van de zon . Dus het is moeilijk om precies te weten hoeveel een persoon kan nodig zijn om te nemen als een aanvulling, en dat bedrag kan variëren gedurende het jaar. Degenen die niet genoeg blootstelling aan de zon, of mensen met een donkere huid krijgt, zijn vaker dan een lichte huid individuen die veel tijd doorbrengen buiten elke dag een tekort te zijn. Het gebruik van zonnebrandcrème kan ook invloed hebben op vitamine D-synthese.
Eenmaal ingenomen of die door het lichaam wordt vitamine D omgezet door een reeks stappen in zijn actieve vorm, calcitriol. Calcitriol bindt aan een eiwit in cellen genaamd de vitamine D receptor, die vervolgens treedt kern van de cel om de expressie van verschillende genen, waaronder die betrokken bij de absorptie van calcium en gezonde botten controleren.
Een rem op de progressie van de tumor?
Het verband tussen vitamine D en calcium metabolisme bekend. Recenter echter onderzoekers het vermoeden ontstaan dat vitamine D kan regelen vele andere belangrijke biologische processen, waaronder tumorprogressie. Echter, het is niet precies welke stap in de ontwikkeling van kanker van de vitamine kunnen beïnvloeden te verwijderen.
In de nieuwe studie, Williams en Aggarwal onderzocht of vitamine D-niveaus invloed op het metastatische vermogen van de muis borstkankercellen geïmplanteerd in het uiervet pad van laboratoriummuizen. Eén groep van 10 muizen werd eerst een dieet ontbreekt in de vitamine voor 10 weken; de andere 10 ontvingen een normale dosis in hun voedsel.
Muizen die een dieet tekort aan vitamine D en palpabele tumoren gemiddeld zeven dagen eerder dan hun collega's, en na zes weken van groei die tumoren significant groter in omvang dan bij dieren met voldoende vitamine D-spiegel.
De onderzoekers onderzochten vervolgens twee goed gekarakteriseerd lijnen van de muis tumorcellen, 168FARN en 4T1. Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat cellen uit beide groepen vormen tumoren wanneer geïmplanteerd bij laboratoriummuizen, maar alleen 4T1 resulteert in agressieve tumoren die verspreid naar andere delen van het lichaam van het dier.
Vitamine D en ID1 expressie
De onderzoekers vinden dat de 4T1 cellijn brengt aanzienlijk lagere niveaus van de vitamine D receptor eiwit. Wanneer ze genetisch gemanipuleerde 168FARN cellen ook lagere dan normale niveaus van de VDR eiwit, begonnen de cellen veel meer op de 4T1 cellen gedragen. Hun migratie vrijer in een laboratoriumschaal en, bij injectie in 10 muizen, groeiden ze agressief. In zes van deze muizen, de gemodificeerde kankercellen uitgezaaid naar de lever in de loop van vier weken. Integendeel, geen van de tumoren in de muizen die 10 ongemodificeerde 168FARN cellen verspreid naar de lever tijdens de studieperiode ontvangen.
Nagaan hoe vitamine D invloed kunnen zijn op metastase, de onderzoekers geanalyseerd genexpressie in de tumoren die zich in muizen met verschillende niveaus van vitamine D in de voeding en in de tumoren van muizen geïnjecteerd met gemodificeerd 168FARN cellen. Zij vonden dat in gevallen waarin vitamine D ontbrak uit de voeding of die werden cellen missen een groot deel van de VDR eiwit tumorcellen tot expressie meer een gen genaamd ID1, waarvan is aangetoond dat een rol speelt bij borstkankermetastasen spelen. Verder onderzoek toonde aan dat VDR bindt direct een stuk DNA nabij de ID1 gen en onderdrukt de expressie in zowel muis en menselijke cellen.
Tenslotte, de onderzoekers vergeleken circulerende vitamine D bij 34 borstkankerpatiënten Stanford met de niveaus van ID1 in tumorcellen die operatief tijdens ziektebehandeling verwijderd. Ze vonden een omgekeerde correlatie: Vrouwen met een lagere niveaus van vitamine D uitgedrukt meer ID1 in hun tumor weefsel dan wel vrouwen met hogere niveaus van vitamine D.
"Onze studie toont aan dat een tekort aan vitamine D niveaus, of een onvermogen van tumorcellen om adequaat te reageren op de aanwezigheid van vitamine D, volstaat triggert niet-metastatische kankercellen metastatische," zei Feldman. "Het is genoeg om aanzienlijk te versnellen progressie van de tumor in ons muismodel. Verdere studies zijn gerechtvaardigd, maar dit direct verband tussen vitamine D-niveaus en ID1 expressie is zeer interessant voor ons."
Reacties: