Un nuovo studio del MIT offre una spiegazione del motivo per cui limitare le calorie può rallentare la crescita del tumore. Credito:Christine Daniloff, immagine stock
Un nuovo studio rileva che l'interruzione della fornitura di lipidi alle cellule può rallentare la crescita dei tumori nei topi.
Negli ultimi anni, ci sono state alcune prove che gli interventi dietetici possono aiutare a rallentare la crescita dei tumori. Un nuovo studio del MIT, che ha analizzato due diverse diete nei topi, rivela in che modo queste diete influiscono sulle cellule tumorali e offre una spiegazione del motivo per cui limitare le calorie può rallentare la crescita del tumore.
Lo studio ha esaminato gli effetti di una dieta ipocalorica e di una dieta chetogenica nei topi con tumori del pancreas. Sebbene entrambe queste diete riducano la quantità di zucchero disponibile per i tumori, i ricercatori hanno scoperto che solo la dieta ipocalorica riduceva la disponibilità di acidi grassi e ciò era collegato a un rallentamento della crescita del tumore.
I risultati non suggeriscono che i malati di cancro dovrebbero provare a seguire nessuna di queste diete, affermano i ricercatori. Ritengono invece che i risultati giustifichino ulteriori studi per determinare come gli interventi dietetici potrebbero essere combinati con farmaci esistenti o emergenti per aiutare i pazienti affetti da cancro.
"Ci sono molte prove che la dieta può influenzare la velocità con cui il cancro progredisce, ma questa non è una cura", afferma Matthew Vander Heiden, direttore del Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT e autore senior dello studio. "Sebbene i risultati siano provocatori, sono necessari ulteriori studi e i singoli pazienti dovrebbero parlare con il proprio medico dei giusti interventi dietetici per il loro cancro".
Il postdoc del MIT Evan Lien è l'autore principale del documento, che è stato pubblicato il 20 ottobre 2021 in Nature .
Meccanismo metabolico
Vander Heiden, che è anche un medico oncologo al Dana-Farber Cancer Institute, dice che i suoi pazienti spesso gli chiedono i potenziali benefici di varie diete, ma non ci sono prove scientifiche sufficienti per offrire un consiglio definitivo. Molte delle domande dietetiche che i pazienti si pongono si concentrano su una dieta ipocalorica, che riduce il consumo calorico dal 25 al 50 percento, o su una dieta chetogenica, che è povera di carboidrati e ricca di grassi e proteine.
Studi precedenti hanno suggerito che una dieta ipocalorica potrebbe rallentare la crescita del tumore in alcuni contesti, e una tale dieta ha dimostrato di prolungare la durata della vita nei topi e in molte altre specie animali. Un numero minore di studi che esplorano gli effetti di una dieta chetogenica sul cancro ha prodotto risultati inconcludenti.
"Molti dei consigli o delle mode culturali che ci sono non sono necessariamente basati su un'ottima scienza", afferma Lien. "Sembrava che ci fosse un'opportunità, soprattutto con la nostra comprensione del metabolismo del cancro che si è evoluta così tanto negli ultimi 10 anni circa, che potremmo prendere alcuni dei principi biochimici che abbiamo appreso e applicare quei concetti per comprendere questo complesso domanda."
Le cellule tumorali consumano una grande quantità di glucosio, quindi alcuni scienziati hanno ipotizzato che la dieta chetogenica o la restrizione calorica potrebbero rallentare la crescita del tumore riducendo la quantità di glucosio disponibile. Tuttavia, gli esperimenti iniziali del team del MIT su topi con tumori del pancreas hanno mostrato che la restrizione calorica ha un effetto molto maggiore sulla crescita del tumore rispetto alla dieta chetogenica, quindi i ricercatori sospettavano che i livelli di glucosio non giocassero un ruolo importante nel rallentamento.
Per approfondire il meccanismo, i ricercatori hanno analizzato la crescita del tumore e la concentrazione di nutrienti nei topi con tumori del pancreas, che sono stati alimentati con una dieta normale, chetogenica o ipocalorica. Sia nei topi chetogenici che in quelli ipocalorici, i livelli di glucosio sono diminuiti. Nei topi ipocalorici anche i livelli lipidici sono diminuiti, ma nei topi con dieta chetogenica sono aumentati.
La carenza di lipidi compromette la crescita del tumore perché le cellule tumorali hanno bisogno di lipidi per costruire le loro membrane cellulari. Normalmente, quando i lipidi non sono disponibili in un tessuto, le cellule possono crearne di propri. Come parte di questo processo, devono mantenere il giusto equilibrio di acidi grassi saturi e insaturi, che richiede un enzima chiamato stearoil-CoA desaturasi (SCD). Questo enzima è responsabile della conversione degli acidi grassi saturi in acidi grassi insaturi.
Sia la dieta ipocalorica che quella chetogenica riducono l'attività di SCD, ma i topi che seguivano la dieta chetogenica avevano lipidi a loro disposizione dalla loro dieta, quindi non avevano bisogno di usare SCD. I topi che seguivano una dieta ipocalorica, tuttavia, non potevano assumere acidi grassi dalla loro dieta o produrne da soli. In questi topi, la crescita del tumore è rallentata in modo significativo, rispetto ai topi con dieta chetogenica.
“Non solo la restrizione calorica fa morire di fame i tumori dei lipidi, ma altera anche il processo che consente loro di adattarsi ad essa. Questa combinazione sta davvero contribuendo all'inibizione della crescita del tumore", afferma Lien.
Effetti dietetici
Oltre alla loro ricerca sui topi, i ricercatori hanno anche esaminato alcuni dati umani. Lavorando con Brian Wolpin, un oncologo del Dana-Farber Cancer Institute e autore dell'articolo, il team ha ottenuto dati da un ampio studio di coorte che ha permesso loro di analizzare la relazione tra i modelli dietetici e i tempi di sopravvivenza nei pazienti con cancro del pancreas. Da quello studio, i ricercatori hanno scoperto che il tipo di grasso consumato sembra influenzare il modo in cui i pazienti che seguono una dieta a basso contenuto di zuccheri dopo una diagnosi di cancro al pancreas, sebbene i dati non siano sufficientemente completi per trarre conclusioni sull'effetto della dieta, i ricercatori dire.
Sebbene questo studio abbia dimostrato che la restrizione calorica ha effetti benefici nei topi, i ricercatori affermano di non raccomandare ai malati di cancro di seguire una dieta ipocalorica, che è difficile da mantenere e può avere effetti collaterali dannosi. Tuttavia, ritengono che la dipendenza delle cellule tumorali dalla disponibilità di acidi grassi insaturi potrebbe essere sfruttata per sviluppare farmaci che potrebbero aiutare a rallentare la crescita del tumore.
Una possibile strategia terapeutica potrebbe essere l'inibizione dell'enzima SCD, che interromperebbe la capacità delle cellule tumorali di produrre acidi grassi insaturi.
"Lo scopo di questi studi non è necessariamente raccomandare una dieta, ma è capire davvero la biologia sottostante", afferma Lien. "Danno un'idea dei meccanismi di come funzionano queste diete e questo può portare a idee razionali su come imitare quelle situazioni per la terapia del cancro".
I ricercatori hanno ora in programma di studiare come le diete con una varietà di fonti di grassi, inclusi grassi vegetali o animali con differenze definite nel contenuto di acidi grassi saturi, monoinsaturi e polinsaturi, alterano il metabolismo degli acidi grassi tumorali e il rapporto tra acidi grassi insaturi e saturi .
Riferimento:"Le diete a basso indice glicemico alterano il metabolismo dei lipidi per influenzare la crescita del tumore" di Evan C. Lien, Anna M. Westermark, Yin Zhang, Chen Yuan, Zhaoqi Li, Allison N. Lau, Kiera M. Sapp, Brian M. Wolpin e Matthew G. Vander Heiden, 20 ottobre 2021, Natura .
DOI:10.1038/s41586-021-04049-2
La ricerca è stata finanziata dalla Damon Runyon Cancer Research Foundation, dal National Institutes of Health, dalla Lustgarten Foundation, dal Dana-Farber Cancer Institute Hale Family Center for Pancreatic Cancer Research, Stand Up to Cancer, Pancreatic Cancer Action Network, the Noble Effort Fund, Wexler Family Fund, Promises for Purple, Bob Parsons Fund, Emerald Foundation, Howard Hughes Medical Institute, MIT Center for Precision Cancer Medicine e Ludwig Center at MIT.
