Dieta ketogeniczna może poprawić skuteczność terapii raka trzustki

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) odkryli sposób na zabicie raka trzustki u myszy poprzez podawanie im diety wysokotłuszczowej, czyli ketogenicznej, oraz podawanie im terapii przeciwnowotworowej.

Terapia blokuje metabolizm tłuszczów, które są jedynym źródłem energii dla komórek rakowych. W tym czasie myszy pozostają na diecie ketogenicznej, a guzy przestają rosnąć.

Zespół dokonał odkrycia, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature, próbując zrozumieć, w jaki sposób organizm radzi sobie z tłuszczem podczas postu.

„Nasze odkrycia doprowadziły nas bezpośrednio do biologii jednego z najgroźniejszych nowotworów, raka trzustki” – powiedział dr Davide Ruggiero, profesor i pracownik naukowy Amerykańskiego Towarzystwa Onkologicznego w katedrze urologii oraz farmakologii komórkowej i molekularnej na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco, a także starszy autor artykułu.

Zespół Ruggiero jako pierwszy odkrył, w jaki sposób białko znane jako eukariotyczny czynnik inicjacji translacji 4E (eIF4E) zmienia metabolizm organizmu, aby spalać tłuszcz podczas postu. Ten sam przełącznik jest włączany przez eIF4E, gdy zwierzę jest na diecie ketogenicznej.

Odkryli, że nowy lek przeciwnowotworowy o nazwie eFT508, który jest obecnie w fazie badań klinicznych, blokuje eIF4E i szlak ketogeniczny, uniemożliwiając organizmowi metabolizowanie tłuszczów. Kiedy naukowcy połączyli lek z dietą ketogeniczną w zwierzęcym modelu raka trzustki, komórki nowotworowe zaczęły głodować.

„Nasze odkrycia ujawniają punkt podatności, który można leczyć klinicznym inhibitorem, o którym wiemy, że jest bezpieczny dla ludzi. Mamy teraz przekonujące dowody na jeden sposób wykorzystania diety wraz z istniejącymi metodami leczenia raka, aby precyzyjnie celować w guzy” – powiedział Ruggiero.

Wykorzystanie różnych rodzajów paliwa w ogniwie

Ludzie mogą przetrwać bez jedzenia przez wiele tygodni, częściowo dlatego, że organizm spala zgromadzony tłuszcz.

Podczas postu wątroba przekształca tłuszcze w ciała ketonowe, które są wykorzystywane zamiast glukozy, normalnego źródła energii organizmu. Zespół Ruggiero odkrył, że eIF4E w wątrobie staje się bardziej aktywny nawet wtedy, gdy wątroba wstrzymuje inne aktywności metaboliczne, co sugeruje, że czynnik ten bierze udział w tworzeniu ciał ketonowych, procesie zwanym ketogenezą.

„Post jest częścią różnych praktyk kulturowych i religijnych od wieków i uważa się, że promuje zdrowie” – powiedział Haojun Yang, doktor, adiunkt w laboratorium Ruggiero i pierwszy autor badania. „Nasze odkrycie, że post zmienia ekspresję genów, dostarcza potencjalnego biologicznego wyjaśnienia tych korzyści”.

Śledząc zmiany w różnych szlakach metabolicznych podczas postu, naukowcy odkryli, że eIF4E jest aktywowany przez wolne kwasy tłuszczowe, które są uwalniane przez komórki tłuszczowe na początku postu, aby organizm miał co konsumować.

„Metabolit, którego organizm używa do produkcji energii, jest również używany jako cząsteczka sygnałowa podczas postu” – powiedział Ruggiero. „Jako biochemik, obserwowanie metabolitu działającego jako sygnał było najbardziej zadziwiającą rzeczą”.

Te same zmiany w wątrobie – produkcja ciał ketonowych w wyniku spalania tłuszczu, wraz ze zwiększoną aktywnością eIF4E – wystąpiły również, gdy zwierzęta laboratoryjne karmiono dietą ketogeniczną składającą się głównie z tłuszczu.

To właśnie wtedy zapaliła mi się „żarówka”.

„Gdy zobaczyliśmy, jak działa ta ścieżka, dostrzegliśmy możliwość interwencji” – powiedział Ruggiero.

Pięta achillesowa raka trzustki

Naukowcy początkowo leczyli raka trzustki lekiem przeciwnowotworowym o nazwie eFT508, który wyłącza eIF4E, próbując zablokować wzrost guza. Jednak guzy trzustki nadal rosły, wykorzystując inne źródła paliwa, takie jak glukoza i węglowodany.

Wiedząc, że rak trzustki może przetrwać na tłuszczu i że eIF4E staje się bardziej aktywny, gdy tłuszcz jest spalany, naukowcy najpierw podawali zwierzętom dietę ketogeniczną, zmuszając guzy do spożywania wyłącznie tłuszczu, a następnie zastosowali lek przeciwnowotworowy. W tym kontekście lek wyłączył jedyne źródło pożywienia komórek rakowych, a guzy się skurczyły.

Ruggiero, wraz z Kevanem Shokatem, doktorem, profesorem farmakologii komórkowej i molekularnej na UCSF, opracowali eFT508 w latach 2010. i wykazał on pewne obietnice w badaniach klinicznych. Ale teraz istnieje o wiele skuteczniejszy sposób jego wykorzystania.

„Branża badawcza od dawna zmaga się z trwałym powiązaniem diety z rakiem i leczeniem raka” – powiedział Ruggiero. „Ale aby produktywnie połączyć te rzeczy, trzeba zrozumieć mechanizm”.

Leczenie innych rodzajów raka wymaga stosowania innych kombinacji diet i leków.

„Spodziewamy się, że większość nowotworów ma inne słabości” – powiedział Ruggiero. „To podstawa nowego sposobu leczenia raka za pomocą diety i spersonalizowanych terapii”.