Un nuovo studio dimostra che un elemento costitutivo molecolare di molte proteine animali, l'amminoacido valina, svolge un ruolo chiave nella crescita cancerosa osservata nella leucemia linfoblastica acuta a cellule T.
Guidato dai ricercatori della NYU Langone Health, del suo Dipartimento di Patologia e del Laura and Isaac Perlmutter Cancer Center, lo studio ha dimostrato che i geni coinvolti nell'utilizzo della valina nelle cellule erano più attivi nei linfociti T cancerosi rispetto ai linfociti T normali.
Il blocco di questi geni legati alla valina non solo ha portato a una diminuzione della valina nelle cellule T del sangue della leucemia, ma ha anche bloccato la crescita di queste cellule tumorali in laboratorio. Solo il 2% delle cellule T cancerose è rimasto in vita.
Inoltre, gli esperimenti hanno suggerito che i cambiamenti (mutazioni) nel codice del DNA del gene NOTCH1, il più comune nei pazienti che sviluppano la leucemia, incoraggiano la crescita del cancro in parte aumentando i livelli di valina.
Pubblicato sulla rivista Natura online il 22 dicembre 2021, la ricerca ha coinvolto esperimenti su cellule leucemiche umane coltivate in laboratorio e trapiantate anche in topi che poi sviluppano questo cancro, che ha le sue origini nei globuli bianchi nel midollo osseo.
Ulteriori esperimenti hanno mostrato che l'alimentazione dei topi leucemici con diete a basso contenuto di valina per tre settimane ha interrotto la crescita del tumore. La dieta ha anche ridotto le cellule tumorali del sangue circolanti di almeno la metà e in alcuni casi a livelli non rilevabili. Al contrario, la reintroduzione della valina nelle diete ha portato alla progressione del cancro.
"Il nostro studio conferma che la leucemia linfoblastica acuta a cellule T è assolutamente dipendente da una fornitura di valina e che la carenza di valina può arrestare la progressione di questo cancro", afferma il ricercatore co-capo dello studio Palaniraja Thandapani, PhD, borsista post-dottorato presso la NYU Grossman School of Medicine e il suo Perlmutter Cancer Center.
Il gruppo di ricerca ha in programma il prossimo anno di testare se le diete povere di cibi ricchi di valina, come carne, pesce e fagioli, siano un trattamento efficace nelle persone affette da cancro. Le diete a basso contenuto di valina sono prontamente disponibili, afferma Thandapani, poiché vengono già utilizzate per trattare gli squilibri acidi nel corpo legati a malattie genetiche che influenzano il metabolismo intestinale.
Il ricercatore senior dello studio Iannis Aifantis, PhD, afferma che il disegno dello studio probabilmente combinerebbe la terapia dietetica con venetoclax, un farmaco già approvato per l'uso negli Stati Uniti per la maggior parte degli altri tipi di leucemia.
La combinazione di farmaci è importante, dice, perché tali restrizioni dietetiche non sono probabilmente sostenibili a lungo termine. Ciò è dovuto al noto potenziale di deperimento muscolare e danno cerebrale dovuto a una prolungata carenza di valina.
"Il nostro approccio clinico comporterebbe l'uso di diete a basso contenuto di valina per ridurre il numero di cellule T con leucemia linfoblastica acuta a un livello così basso che i farmaci potrebbero quindi arrestare efficacemente la progressione del cancro", afferma Aifantis, professore di Hermann M. Biggs e presidente del Dipartimento di Patologia presso la NYU Grossman e Perlmutter.
Aifantis afferma che molti elementi costitutivi delle cellule di base, tra cui proteine, nucleotidi e acidi grassi, sono necessari per la crescita e la diffusione del cancro. Almeno una mezza dozzina di altri aminoacidi, in particolare alti livelli di lisina, sono stati implicati nei tumori, ma i loro ruoli precisi rimangono sconosciuti. Avverte che le sole strategie dietetiche per il trattamento del cancro sono state provate per decenni con poche prove scientifiche di alcun beneficio. Dice che sono necessarie ulteriori ricerche, inclusa la sperimentazione clinica pianificata dal team, prima che possa essere raccomandata qualsiasi linea guida terapeutica.
L'American Cancer Society stima che più di 1.500 americani, per lo più bambini, muoiono ogni anno a causa della leucemia linfoblastica acuta a cellule T. Altri 5.000 saranno di nuova diagnosi. Questo tipo di cancro rappresenta circa un quarto di tutte le leucemie.
Riferimento:"Livelli di tRNA di valina e disponibilità regolano l'assemblaggio del complesso I nella leucemia" di Palaniraja Thandapani, Andreas Kloetgen, Matthew T. Witkowski, Christina Glytsou, Anna K. Lee, Eric Wang, Jingjing Wang, Sarah E. LeBoeuf, Kleopatra Avrampou, Thales Papagiannakopoulos, Aristotelis Tsirigos e Iannis Aifantis, 22 dicembre 2021, Natura .
DOI:10.1038/s41586-021-04244-1
Il supporto finanziario per lo studio è stato fornito dalle sovvenzioni del National Institutes of Health P30CA016087, P01 CA229086 e R01 CA228135; la Società di leucemia e linfoma; Programma NYSTEM del Dipartimento della Salute dello Stato di New York; e l'American Association for Cancer Research Incyte Corporation Leukemia Research Fellowship.
Aifantis è un consulente per Foresite Labs, una società di investimento nel settore sanitario con sede a San Francisco che ha interessi finanziari nello sviluppo di terapie per la leucemia. Il co-ricercatore dello studio Aristotelis Tsirigos, PhD, è consulente scientifico di Intelligencia.AI a New York City, una società di software che applica l'apprendimento automatico allo sviluppo di farmaci antitumorali. I termini di questi accordi vengono gestiti in conformità con le politiche della NYU Langone.
Oltre a Thandapani, Aifantis e Tsirigos, altri ricercatori della NYU Langone coinvolti nello studio sono il co-responsabile dello studio Andreas Kloetgen; Matteo Witkowski; e Christina Glytsou; e la co-investigatrice dello studio Anna Lee; Eric Wang, Jingjing Wang; Sarah Le Boeuf; Cleopatra Avrampou; e Talete Papagiannakopoulos.
