Нове дослідження Массачусетського технологічного інституту пропонує пояснення, чому обмеження калорій може сповільнити ріст пухлини. Авторство: Крістін Данилофф, зображення
Нове дослідження показало, що припинення постачання клітин ліпідами може уповільнити ріст пухлин у мишей.
Останніми роками з'явилися деякі докази того, що дієтичні заходи можуть допомогти уповільнити ріст пухлин. Нове дослідження від MIT, який проаналізував дві різні дієти на мишах, показує, як ці дієти впливають на ракові клітини, і пропонує пояснення, чому обмеження калорій може сповільнити ріст пухлини.
У дослідженні вивчався вплив дієти з обмеженою калорійністю та кетогенної дієти на мишей з пухлинами підшлункової залози. Хоча обидві ці дієти зменшують кількість цукру, доступного для пухлин, дослідники виявили, що лише дієта з обмеженою калорійністю зменшує доступність жирних кислот, і це було пов’язано з уповільненням росту пухлини.
Результати не свідчать про те, що хворі на рак повинні намагатися дотримуватися жодної з цих дієт, кажуть дослідники. Натомість вони вважають, що результати вимагають подальшого дослідження, щоб визначити, як дієтичні заходи можуть поєднуватися з існуючими або новими препаратами, щоб допомогти пацієнтам з раком.
«Є багато доказів того, що дієта може впливати на швидкість прогресування раку, але це не ліки», — каже Метью Вандер Хайден, директор Інституту інтегративних досліджень раку Массачусетського технологічного інституту та старший автор дослідження. «Хоча результати є провокаційними, необхідні подальші дослідження, і окремі пацієнти повинні поговорити зі своїм лікарем про правильні дієтичні заходи для лікування раку».
Постдок MIT Еван Лієн є провідним автором статті, яка була опублікована 20 жовтня 2021 року в Nature.
Механізм обміну речовин
Вандер Хайден, який також є медичним онкологом в Інституті раку Дани-Фарбера, каже, що його пацієнти часто запитують його про потенційні переваги різних дієт, але немає достатньо наукових доказів, щоб дати якісь остаточні поради. Багато питань щодо дієти, які виникають у пацієнтів, зосереджуються або на дієті з обмеженим вмістом калорій, яка зменшує споживання калорій на 25-50 відсотків, або на кетогенній дієті з низьким вмістом вуглеводів і високим вмістом жирів і білків.
Попередні дослідження показали, що дієта з обмеженою калорійністю може сповільнити ріст пухлин у деяких випадках, і було показано, що така дієта продовжує тривалість життя мишей та багатьох інших видів тварин. Менша кількість досліджень, що вивчають вплив кетогенної дієти на рак, дали непереконливі результати.
«Багато порад чи культурних примх, які існують, не обов’язково ґрунтуються на дуже хорошій науці», – каже Лієн. «Здавалося, що є можливість, особливо з огляду на те, що наше розуміння метаболізму раку настільки змінилося за останні 10 років або близько того, щоб ми могли взяти деякі з біохімічних принципів, які ми навчилися, і застосувати ці концепції для розуміння цього комплексу. питання».
Ракові клітини споживають велику кількість глюкози, тому деякі вчені припустили, що кетогенна дієта або обмеження калорій можуть сповільнити ріст пухлини за рахунок зменшення доступної кількості глюкози. Однак початкові експерименти команди MIT на мишах з пухлинами підшлункової залози показали, що обмеження калорій має набагато більший вплив на ріст пухлини, ніж кетогенна дієта, тому дослідники підозрювали, що рівень глюкози не відігравав головної ролі в уповільненні.
Щоб глибше заглибитися в механізм, дослідники проаналізували ріст пухлини та концентрацію поживних речовин у мишей з пухлинами підшлункової залози, яких годували або нормальною, кетогенною дієтою або дієтою з обмеженим вмістом калорій. Як у кетогенних мишей, так і у мишей з обмеженим споживанням калорій рівень глюкози знизився. У мишей з обмеженим вмістом калорій рівень ліпідів також знизився, але у мишей, які перебували на кетогенній дієті, він підвищився.
Дефіцит ліпідів погіршує ріст пухлини, оскільки ракові клітини потребують ліпідів для створення клітинних мембран. Зазвичай, коли ліпіди недоступні в тканині, клітини можуть виробляти свої власні. У рамках цього процесу вони повинні підтримувати правильний баланс насичених і ненасичених жирних кислот, для чого потрібен фермент, який називається стеароіл-КоА-десатураза (SCD). Цей фермент відповідає за перетворення насичених жирних кислот в ненасичені жирні кислоти.
І дієта з обмеженим вмістом калорій, і кетогенна дієта знижують активність SCD, але миші, які перебували на кетогенній дієті, мали доступні ліпіди з їхнього раціону, тому їм не потрібно було використовувати SCD. Проте миші, які перебували на дієті з обмеженим вмістом калорій, не могли отримувати жирні кислоти зі свого раціону або виробляти їх самостійно. У цих мишей ріст пухлини значно сповільнився порівняно з мишами на кетогенній дієті.
«Обмеження калорій не тільки знищує ліпідні пухлини, але й погіршує процес, який дозволяє їм адаптуватися до нього. Ця комбінація дійсно сприяє пригніченню росту пухлини», – говорить Лієн.
Дієтичні ефекти
На додаток до своїх досліджень на мишах, дослідники також переглянули деякі дані про людей. Працюючи з Брайаном Уолпіном, онкологом з Інституту раку Дани-Фарбер і автором статті, команда отримала дані великого когортного дослідження, яке дозволило проаналізувати зв’язок між дієтою та часом виживання хворих на рак підшлункової залози. У цьому дослідженні дослідники виявили, що тип споживаного жиру, здається, впливає на харчування пацієнтів, які дотримуються дієти з низьким вмістом цукру, після діагностики раку підшлункової залози, хоча дані недостатньо повні, щоб зробити якісь висновки про вплив дієти, дослідники. сказати.
Хоча це дослідження показало, що обмеження калорій має сприятливий вплив на мишей, дослідники кажуть, що вони не рекомендують хворим на рак дотримуватися дієти з обмеженим вмістом калорій, яку важко підтримувати і може мати шкідливі побічні ефекти. Однак вони вважають, що залежність ракових клітин від доступності ненасичених жирних кислот може бути використана для розробки ліків, які можуть допомогти уповільнити ріст пухлини.
Однією з можливих терапевтичних стратегій може бути інгібування ферменту SCD, що припиняє здатність пухлинних клітин виробляти ненасичені жирні кислоти.
«Мета цих досліджень не обов’язково полягає в тому, щоб рекомендувати дієту, а в тому, щоб по-справжньому зрозуміти основну біологію», – каже Лієн. «Вони дають певне уявлення про механізми роботи цих дієт, і це може привести до раціональних ідей про те, як ми можемо імітувати ці ситуації для лікування раку».
Тепер дослідники планують вивчити, як дієти з різними джерелами жирів, включаючи рослинні або тваринні жири, з певними відмінностями в насичених, мононенасичених і поліненасичених жирах кислота вміст — змінює метаболізм пухлинних жирних кислот і співвідношення ненасичених і насичених жирних кислот.
Довідка: «Дієти з низьким глікемією змінюють метаболізм ліпідів, щоб впливати на ріст пухлин» Еван К. Лієн, Анна М. Вестермарк, Інь Чжан, Чен Юань, Чжаоці Лі, Еллісон Н. Лау, Кіра М. Сапп, Браян М. Волпін і Метью Г. Вандер Гайден, 20 жовтня 2021 р., Nature.
DOI: 10.1038/s41586-021-04049-2
Дослідження профінансовано Фондом дослідження раку Деймона Раньона, Національними інститутами здоров’я, Фондом Лустгартена, Сімейним центром дослідження раку підшлункової залози Інституту раку Дани-Фарбера, Stand Up to Cancer, Мережою боротьби з раком підшлункової залози, Noble Effort Фонд, Сімейний фонд Векслерів, Promises for Purple, Фонд Боба Парсонса, Emerald Foundation, Медичний інститут Говарда Хьюза, Центр точної онкологічної медицини MIT і Центр Людвіга в Массачусетському технологічному інституті.
