3 септември 2019 г., от персонала на NCI

диетата

Диета с ниско съдържание на метионин, хранителни клетки, които трябва да възстановят уврежданията на ДНК, може да направи терапиите като химиотерапия по-ефективни.

Хората трябва да ядат, за да оцелеят. И клетките, изграждащи тялото, също се хранят. Или по-точно, клетките се разграждат и възстановяват храната в отделните молекули, които са им необходими, за да останат живи и да растат. Тази сложна мрежа от процеси се нарича клетъчен метаболизъм.

Раковите клетки могат да променят метаболизма си, за да оцелеят, така че насочването на метаболизма на раковите клетки е станало от голям интерес за изследователите. Въпросите, които се задават, включват: Възможно ли е да се атакуват хранителните нужди на тумора като част от лечението на рак? И може ли това да стане чрез промяна на диетата на пациент с рак?

Ново проучване, подкрепено с NCI, предполага, че последното може да е възможно. В проучването изследователите показват, че храненето на мишки с диета с много ниско съдържание на хранителни вещества метионин подобрява способността на химиотерапията и лъчетерапията да свиват туморите.

Когато изследователите тестваха диета с ниско съдържание на метионин при шест здрави възрастни, нивата на метионин в телата им спаднаха и те претърпяха метаболитни промени, подобни на тези, наблюдавани в проучванията на мишки. Изследването обаче не е предназначено да тества ефекта от ограничаването на метионин върху лечението на рак при хора.

Концепцията за използване на специфични диетични промени за подобряване на лечението на рака „наистина е на много ранен етап“, каза Джейсън Локасале, доктор по медицина, от университета Дюк, който ръководи новото проучване. „И няма да има една диета за всички, в края на всички за [лечение] на рак. Но тези аспекти на диетата изглежда имат всички видове наистина интересни ефекти върху резултатите от рака и ние трябва да ги приемем сериозно. "

Диетична уязвимост

Метионинът е основна аминокиселина, която играе важна роля в клетъчния метаболизъм. Тялото не може да произвежда метионин от нулата, така че трябва да идва от храната. Метионинът е най-разпространен в животински продукти, като постно месо и яйца, но също така може да се намери в по-ниски количества в растителни източници.

Нормалните клетки също могат да рециклират метионин, който вече е бил поет в организма, обясни д-р Майкъл Еспей от Отдела по биология на рака на NCI, който не участва в изследването. Но някои ракови клетки губят тази способност, когато мутират, добави той. Това означава, че те стават напълно зависими от диетата за нуждите си от метионин.

Метионинът е необходим на клетките, за да възстанови увредената ДНК и да намали оксидативния стрес, обясни д-р Еспей. Така че изчерпването на метионин от ракови клетки, насочени към ДНК-увреждащи терапии, като химиотерапия или лъчева терапия, „може да подобри способността на тези лечения да убиват раковите клетки“, каза той.

„Изследователите на рака разпознаха тази характеристика и предположиха, че метионинът може да бъде потенциална слабост, защото всичко, на което една ракова клетка е разчитала, е добра цел, стига да имате някакво лечение за атака на тази уязвимост“, каза д-р Еспей.

В своето проучване д-р Locasale и колегите му първо измерват дали намаляването на количеството метионин в диетата на мишките може бързо да намали количеството метионин, достъпно за клетките в тялото. Те открили, че преминаването на мишки към диета с около седем пъти по-ниско съдържание на метионин от нормалното намалява нивата в клетките след 2 дни.

След това те хранеха диета с ниско съдържание на метионин на мишки, носещи тумори, получени от който и да е от два вида човешки ракови клетки. Само ограничаването на метионин значително забавя растежа на тумори, получени от една от клетъчните линии, и го забавя донякъде при тумори, получени от другата клетъчна линия.

Подобряване на ефектите от лечението

След това изследователите тестваха дали добавянето на диетично ограничение на метионин към лечението на рак при мишки може да увеличи ефекта от тези лечения.

При мишки, носещи тумори, получени от човешки колоректален рак, ниските дози на ДНК-увреждащото химиотерапевтично лекарство 5-флуороурацил (5-FU) не успяват да свият туморите. Но когато мишките са били хранени с диета с ограничение на метионин по време на лечение с 5-FU, туморите им са се свивали. Анализите на метаболизма показват, че производството на молекули, необходими за възстановяване на ДНК, която изисква метионин, е променено според очакванията.

Изследователите също тестваха комбинацията от ограничение на метионин и лъчева терапия при мишки, проектирани да растат агресивни саркоми на меките тъкани. Комбинацията от ограничена с метионин диета плюс лъчева терапия забавя растежа на тумора с около 50% в сравнение с комбинацията от нормална диета плюс радиация.

Необходими са повече знания

В проследяващ експеримент с доказателство за концепция бяха наети шест здрави възрастни възрастни на средна възраст, които да ядат диета с ниско съдържание на метионин за 3 седмици. Диетата съдържа около 80% по-малко метионин от средно нормалната диета. Протеинът се доставя главно чрез хранителна добавка без метионин. Диетата включва и плодове, зеленчуци и рафинирани зърнени храни, които са естествено с ниско съдържание на метионин.

В проучването при хора диетата с ниско съдържание на метионин бързо намалява количеството на аминокиселината, достъпна за клетките на участниците, и променя метаболизма на клетките, подобно на това, което изследователите са наблюдавали при мишки, хранени с диета с ограничен метионин.

Ограничаването на метионина "е потенциална стратегия" за лечение на рак, каза д-р Еспей. „Но са необходими повече изследвания за правилната доза и време, както и за размера на ограничението, което е необходимо, за да се балансират положителните ефекти върху подобряването на раковата терапия спрямо отрицателните ефекти върху нормалната физиология на организма.“

Освен всичко друго, метионинът е необходим за поддържане на нервните клетки и мускулната маса, добави той. „Така че потенциално може да има странични ефекти от ограничаването на метионина в диетата [в дългосрочен план].“

„Можем да предположим, че ще има всякакви интересни хранителни интервенции, които биха могли да повлияят на рака, но ние не сме далеч от точката, в която наистина да можем да предписваме тези диетични интервенции“, добави д-р Locasale.

За други заболявания, за които е известно, че метаболизмът играе важна роля - като сърдечно-съдови заболявания и диабет, диетичните интервенции са важна част от лечението, каза д-р Locasale.

„През последните 10-15 години разбрахме, че ракът има и огромен метаболитен компонент", продължи той. „Раковите клетки имат различни нужди от хранителни вещества и различни метаболитни нужди от нормалната тъкан. Но почти нямаме знания за това как храненето може да повлияе на нуждите. Току-що започваме [да учим] точно сега. "

Надграждайки върху успеха, максимизиране на възможностите: Предложението за годишен план и бюджет на NCI