Att avbryta blodflödet kan åldra benmärgen i förtid och försvaga immunförsvarets förmåga att bekämpa cancer, enligt en ny studie från NYU Langone Health.
Studien, som publicerades online i JACC-CardioOncology, visade att perifer ischemi – begränsat blodflöde i artärerna i benen – fick brösttumörer hos möss att växa dubbelt så snabbt som hos möss utan begränsat blodflöde. Dessa resultat bygger på en studie från 2020 av samma team som fann att ischemi under en hjärtattack har samma effekt.
Ischemi uppstår när fettdepåer, såsom kolesterol, ansamlas i artärväggarna, vilket leder till inflammation och koagulering som begränsar flödet av syrerikt blod. När detta inträffar i benen orsakar det perifer artärsjukdom, som drabbar miljontals amerikaner och kan öka risken för hjärtattack eller stroke.
”Vår studie visar att nedsatt blodflöde driver cancerutvecklingen oavsett var i kroppen det sker”, säger korresponderande författare Kathryn J. Moore, Ph.D., Jean och David Blechman-professor i kardiologi vid avdelningen för medicin, Leon H. Charney Division of Cardiology, NYU Grossman School of Medicine.
”Denna koppling mellan perifer artärsjukdom och bröstcancertillväxt understryker vikten av att ta itu med metaboliska och vaskulära riskfaktorer som en del av en omfattande cancerbehandlingsstrategi.”
Viktigt är att forskarteamet fann att begränsat blodflöde utlöser en förskjutning mot immuncellpopulationer som inte effektivt kan bekämpa infektioner och cancer, vilket speglar förändringar som ses vid åldrande.
Systemisk skevhet
För att undersöka mekanismerna bakom sambandet mellan hjärtsjukdom och cancertillväxt utvecklade studiens författare en musmodell med brösttumörer och inducerade tillfällig ischemi i ett bakben. Teamet jämförde sedan cancertillväxten hos möss med och utan nedsatt blodflöde.
Deras fynd bygger på immunsystemets natur, som har utvecklats för att attackera invaderande bakterier och virus och, under normala förhållanden, för att upptäcka och eliminera cancerceller. Dessa skyddande funktioner är beroende av stamcellsreserver i benmärgen, som kan aktiveras vid behov för att producera viktiga populationer av vita blodkroppar under hela livet.
Normalt reagerar immunsystemet på skador eller infektioner genom att öka inflammationen för att eliminera hot och sedan minska den för att undvika skador på frisk vävnad. Denna balans upprätthålls av en blandning av immunceller som antingen aktiverar eller hämmar inflammation.
Forskarna fann att minskat blodflöde stör denna balans. Det omprogrammerar stamcellerna i benmärgen så att de gynnar produktionen av ”myeloida” immunceller (monocyter, makrofager, neutrofiler) som dämpar immunresponsen, samtidigt som produktionen av lymfocyter som T-celler, som hjälper till att bygga upp en stark tumörbekämpande respons, minskar.
Den lokala miljön i tumörerna visade en liknande förändring, med en ansamling av fler immunsuppressiva celler – inklusive Ly6Chi-monocyter, M2-liknande F4/80+ MHCIIlo-makrofager och regulatoriska T-celler – som skyddar cancer från immunangrepp.
Ytterligare experiment visade att dessa immunförändringar var långvariga. Ischemi förändrade inte bara uttrycket av hundratals gener, vilket förflyttade immuncellerna till ett mer cancertolerant tillstånd, utan omorganiserade också strukturen hos kromatin – det proteinstativ som kontrollerar tillgången till DNA – vilket gjorde det svårare för immuncellerna att aktivera gener som är involverade i kampen mot cancer.
”Våra resultat avslöjar en direkt mekanism genom vilken ischemi driver cancerutveckling genom att omprogrammera stamceller på ett sätt som liknar åldrande och främjar immuntolerans”, säger försteförfattaren Alexandra Newman, Ph.D., postdoktor i Dr Moores laboratorium.
”Dessa fynd öppnar dörren för nya strategier inom cancerförebyggande och behandling, såsom tidigare cancerscreening för patienter med perifer artärsjukdom och användning av inflammationsmodulerande terapier för att motverka dessa effekter.”
Forskningsteamet hoppas kunna bidra till att utforma kliniska studier som utvärderar om befintliga inflammationsinriktade terapier kan motverka post-ischemiska förändringar som driver tumörtillväxt.
Mer information: Ischemic Injury Drives Nascent Tumor Growth via Accelerated Hematopoietic Aging, JACC CardioOncology (2025). DOI: 10.1016/j.jaccao.2025.05.016
