Nowe badanie z MIT wyjaśnia, dlaczego ograniczenie kalorii może spowolnić wzrost guza. Źródło:Christine Daniloff, zdjęcie stockowe
Nowe badanie wykazało, że odcięcie dostaw lipidów do komórek może spowolnić wzrost guzów u myszy.
W ostatnich latach pojawiły się dowody na to, że interwencje dietetyczne mogą pomóc spowolnić wzrost guzów. Nowe badanie z MIT, w którym przeanalizowano dwie różne diety u myszy, ujawnia, w jaki sposób te diety wpływają na komórki rakowe, i wyjaśnia, dlaczego ograniczenie kalorii może spowolnić wzrost guza.
W badaniu zbadano wpływ diety niskokalorycznej i diety ketogenicznej u myszy z guzami trzustki. Chociaż obie te diety zmniejszają ilość cukru dostępnego dla guzów, naukowcy odkryli, że tylko dieta o ograniczonej kaloryczności zmniejsza dostępność kwasów tłuszczowych, co wiązało się ze spowolnieniem wzrostu guza.
Odkrycia nie sugerują, że pacjenci z rakiem powinni starać się przestrzegać którejkolwiek z tych diet - twierdzą naukowcy. Zamiast tego uważają, że odkrycia uzasadniają dalsze badania w celu ustalenia, w jaki sposób interwencje dietetyczne można łączyć z istniejącymi lub pojawiającymi się lekami, aby pomóc pacjentom z rakiem.
„Istnieje wiele dowodów na to, że dieta może wpływać na szybkość rozwoju raka, ale to nie jest lekarstwo” – mówi Matthew Vander Heiden, dyrektor Instytutu Integracyjnych Badań nad Rakiem w MIT i główny autor badania. „Chociaż odkrycia są prowokacyjne, potrzebne są dalsze badania, a poszczególni pacjenci powinni porozmawiać z lekarzem o odpowiednich interwencjach dietetycznych w przypadku raka”.
MIT postdoc Evan Lien jest głównym autorem artykułu, który został opublikowany 20 października 2021 r. w Nature .
Mechanizm metaboliczny
Vander Heiden, który jest również lekarzem onkologiem w Dana-Farber Cancer Institute, mówi, że jego pacjenci często pytają go o potencjalne korzyści płynące z różnych diet, ale nie ma wystarczających dowodów naukowych, aby udzielić jakiejkolwiek ostatecznej porady. Wiele pytań żywieniowych, na które pacjenci skupiają się na diecie niskokalorycznej, która zmniejsza spożycie kalorii o 25 do 50 procent, lub diecie ketogenicznej, która ma niską zawartość węglowodanów i wysoką zawartość tłuszczu i białka.
Wcześniejsze badania sugerowały, że dieta o ograniczonej kaloryczności może spowolnić wzrost guza w niektórych kontekstach i wykazano, że taka dieta wydłuża życie myszy i wielu innych gatunków zwierząt. Mniejsza liczba badań badających wpływ diety ketogenicznej na raka przyniosła niejednoznaczne wyniki.
„Wiele porad lub kulturowych mody, które są dostępne, niekoniecznie zawsze opiera się na bardzo dobrej nauce” – mówi Lien. „Wydawało się, że była szansa, zwłaszcza z naszym zrozumieniem metabolizmu raka, które tak bardzo ewoluowało w ciągu ostatnich 10 lat, abyśmy mogli wykorzystać niektóre z poznanych przez nas zasad biochemicznych i zastosować te koncepcje do zrozumienia tego złożonego pytanie”.
Komórki rakowe zużywają duże ilości glukozy, więc niektórzy naukowcy postawili hipotezę, że dieta ketogeniczna lub ograniczenie kalorii mogą spowolnić wzrost guza poprzez zmniejszenie ilości dostępnej glukozy. Jednak początkowe eksperymenty zespołu MIT na myszach z guzami trzustki wykazały, że ograniczenie kalorii ma znacznie większy wpływ na wzrost guza niż dieta ketogeniczna, więc naukowcy podejrzewali, że poziom glukozy nie odgrywał głównej roli w spowolnieniu.
Aby głębiej zagłębić się w mechanizm, naukowcy przeanalizowali wzrost guza i stężenie składników odżywczych u myszy z guzem trzustki, które były karmione dietą normalną, ketogeniczną lub niskokaloryczną. Zarówno u myszy ketogenicznych, jak i o ograniczonej kaloryczności poziom glukozy spadł. U myszy o ograniczonej kaloryczności poziom lipidów również spadł, ale u myszy na diecie ketogenicznej wzrósł.
Niedobory lipidów zaburzają wzrost guza, ponieważ komórki rakowe potrzebują lipidów do budowy błon komórkowych. Zwykle, gdy lipidy nie są dostępne w tkance, komórki mogą tworzyć własne. W ramach tego procesu muszą utrzymywać odpowiednią równowagę nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych, co wymaga enzymu zwanego desaturazą stearoilo-CoA (SCD). Enzym ten jest odpowiedzialny za przekształcanie nasyconych kwasów tłuszczowych w nienasycone kwasy tłuszczowe.
Zarówno dieta o ograniczonej kaloryczności, jak i dieta ketogeniczna zmniejszają aktywność SCD, ale myszy na diecie ketogenicznej miały dostęp do lipidów z diety, więc nie musiały stosować SCD. Jednak myszy na diecie niskokalorycznej nie mogły pobierać kwasów tłuszczowych ze swojej diety ani wytwarzać własnych. U tych myszy wzrost guza znacznie spowolnił w porównaniu z myszami na diecie ketogenicznej.
„Ograniczenie kalorii nie tylko pozbawia guzy lipidów, ale także upośledza proces, który pozwala im się do niego przystosować. Ta kombinacja naprawdę przyczynia się do zahamowania wzrostu guza” – mówi Lien.
Efekty dietetyczne
Oprócz badań na myszach naukowcy przyjrzeli się również niektórym ludzkim danym. Współpracując z Brianem Wolpinem, onkologiem z Dana-Farber Cancer Institute i autorem artykułu, zespół uzyskał dane z dużego badania kohortowego, które pozwoliło im przeanalizować związek między wzorcami żywieniowymi a czasem przeżycia u pacjentów z rakiem trzustki. Na podstawie tego badania naukowcy odkryli, że rodzaj spożywanego tłuszczu wydaje się wpływać na to, jak pacjenci na diecie niskocukrowej radzą sobie po zdiagnozowaniu raka trzustki, chociaż dane nie są wystarczająco kompletne, aby wyciągnąć jakiekolwiek wnioski na temat wpływu diety. powiedz.
Chociaż to badanie wykazało, że ograniczenie kalorii ma korzystny wpływ na myszy, naukowcy twierdzą, że nie zalecają pacjentom z rakiem diety niskokalorycznej, która jest trudna do utrzymania i może mieć szkodliwe skutki uboczne. Uważają jednak, że zależność komórek rakowych od dostępności nienasyconych kwasów tłuszczowych może zostać wykorzystana do opracowania leków, które mogą pomóc spowolnić wzrost guza.
Jedną z możliwych strategii terapeutycznych może być hamowanie enzymu SCD, co odcina zdolność komórek nowotworowych do wytwarzania nienasyconych kwasów tłuszczowych.
„Celem tych badań niekoniecznie jest zalecenie diety, ale naprawdę zrozumienie podstawowej biologii” – mówi Lien. „Zapewniają pewne zrozumienie mechanizmów działania tych diet, co może prowadzić do racjonalnych pomysłów na to, jak możemy naśladować te sytuacje w leczeniu raka”.
Naukowcy planują teraz zbadać, w jaki sposób diety z różnymi źródłami tłuszczu – w tym tłuszczami pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego z określonymi różnicami w zawartości nasyconych, jednonienasyconych i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych – zmieniają metabolizm kwasów tłuszczowych w guzach i stosunek nienasyconych do nasyconych kwasów tłuszczowych .
Odniesienie:„Diety niskoglikemiczne zmieniają metabolizm lipidów, aby wpływać na wzrost guza” Evan C. Lien, Anna M. Westermark, Yin Zhang, Chen Yuan, Zhaoqi Li, Allison N. Lau, Kiera M. Sapp, Brian M. Wolpin i Matthew G. Vander Heiden, 20 października 2021, Natura .
DOI:10.1038/s41586-021-04049-2
Badania były finansowane przez Fundację Badań nad Rakiem Damona Runyona, National Institutes of Health, Lustgarten Foundation, Dana-Farber Cancer Institute Hale Family Center for Pancreatic Cancer Research, Stand Up to Cancer, The 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 oraz Ludwig Center w MIT.
