В последние годы появились некоторые доказательства того, что диетические вмешательства могут помочь замедлить рост опухолей. Новое исследование Массачусетского технологического института, в котором проанализированы две разные диеты у мышей, показывает, как эти диеты влияют на раковые клетки, и предлагает объяснение, почему ограничение калорий может замедлить рост опухоли.
В исследовании изучалось влияние диеты с ограничением калорийности и кетогенной диеты на мышей с опухолями поджелудочной железы. Хотя обе эти диеты снижают количество сахара, доступного для опухолей, исследователи обнаружили, что только диета с ограничением калорий снижает доступность жирных кислот, и это было связано с замедлением роста опухоли.
Полученные данные не предполагают, что больные раком должны пытаться придерживаться любой из этих диет, говорят исследователи. Вместо этого они считают, что результаты требуют дальнейшего изучения, чтобы определить, как диетические вмешательства могут быть объединены с существующими или новыми лекарствами, чтобы помочь пациентам с раком.
"Существует множество доказательств того, что диета может влиять на скорость прогрессирования рака, но это не лекарство," – говорит Мэтью Вандер Хайден, директор Института интегративных исследований рака Массачусетского технологического института имени Коха и старший автор исследования. "Хотя результаты являются провокационными, необходимы дальнейшие исследования, и отдельные пациенты должны поговорить со своим врачом о правильных диетических вмешательствах при их раке."
Постдок из Массачусетского технологического института Эван Лиен – ведущий автор статьи, которая сегодня публикуется в журнале Nature.
Метаболический механизм
Вандер Хайден, который также является онкологом в онкологическом институте Дана-Фарбер, говорит, что его пациенты часто спрашивают его о потенциальных преимуществах различных диет, но научных данных недостаточно, чтобы дать какой-либо окончательный совет. Многие диетические вопросы, которые возникают у пациентов, касаются либо диеты с ограничением калорий, которая снижает потребление калорий на 25-50 процентов, либо кетогенной диеты с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров и белков.
Предыдущие исследования показали, что диета с ограничением калорийности может замедлить рост опухоли в некоторых случаях, и было показано, что такая диета увеличивает продолжительность жизни мышей и многих других видов животных. Меньшее количество исследований, изучающих влияние кетогенной диеты на рак, дали неубедительные результаты.
"Многие из существующих советов или культурных причуд не всегда основаны на очень хорошей науке," Lien говорит. "Казалось, что появилась возможность, особенно с учетом того, что наше понимание метаболизма рака так сильно изменилось за последние 10 лет или около того, что мы могли бы взять некоторые из изученных нами биохимических принципов и применить эти концепции для понимания этого сложного вопроса."
Раковые клетки потребляют много глюкозы, поэтому некоторые ученые предположили, что либо кетогенная диета, либо ограничение калорий могут замедлить рост опухоли за счет уменьшения количества доступной глюкозы. Однако первоначальные эксперименты команды Массачусетского технологического института на мышах с опухолями поджелудочной железы показали, что ограничение калорий гораздо сильнее влияет на рост опухоли, чем кетогенная диета, поэтому исследователи подозревали, что уровень глюкозы не играет большой роли в замедлении роста.
Чтобы глубже изучить механизм, исследователи проанализировали рост опухоли и концентрацию питательных веществ у мышей с опухолями поджелудочной железы, которые получали нормальную, кетогенную диету или диету с ограничением калорий. Как у кетогенных мышей, так и у мышей с ограничением калорийности уровень глюкозы снизился. У мышей с ограничением калорийности уровень липидов также снизился, но у мышей на кетогенной диете он повысился.
Нехватка липидов замедляет рост опухоли, потому что раковые клетки нуждаются в липидах для построения своих клеточных мембран. Обычно, когда липиды недоступны в ткани, клетки могут производить свои собственные. В рамках этого процесса им необходимо поддерживать правильный баланс насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, для чего требуется фермент, называемый стеароил-КоА-десатураза (SCD). Этот фермент отвечает за преобразование насыщенных жирных кислот в ненасыщенные жирные кислоты.
И диета с ограничением калорий, и кетогенная диета снижают активность SCD, но мыши на кетогенной диете получали липиды из своего рациона, поэтому им не нужно было использовать SCD. Однако мыши, соблюдающие диету с ограничением калорий, не могли получать жирные кислоты из своего рациона или производить свои собственные. У этих мышей рост опухоли значительно замедлился по сравнению с мышами на кетогенной диете.
"Ограничение калорийности не только лишает опухоли липидов, но и нарушает процесс, который позволяет им адаптироваться к нему. Эта комбинация действительно способствует подавлению роста опухоли," Lien говорит.
Диетические эффекты
В дополнение к исследованиям на мышах, исследователи также изучили некоторые данные о людях. Работая с Брайаном Вулпином, онкологом из Института рака Дана-Фарбер и автором статьи, команда получила данные большого когортного исследования, которое позволило им проанализировать взаимосвязь между режимами питания и временем выживания у пациентов с раком поджелудочной железы. Из этого исследования исследователи обнаружили, что тип потребляемого жира, по-видимому, влияет на то, как пациенты, соблюдающие диету с низким содержанием сахара, после диагноза рака поджелудочной железы, хотя данные недостаточно полны, чтобы сделать какие-либо выводы о влиянии диеты, исследователи сказать.
Хотя это исследование показало, что ограничение калорий имеет положительный эффект у мышей, исследователи говорят, что они не рекомендуют больным раком соблюдать диету с ограничением калорий, которую трудно поддерживать и которая может иметь вредные побочные эффекты. Однако они считают, что зависимость раковых клеток от доступности ненасыщенных жирных кислот может быть использована для разработки лекарств, которые могут помочь замедлить рост опухоли.
Одна из возможных терапевтических стратегий может заключаться в ингибировании фермента SCD, который блокирует способность опухолевых клеток вырабатывать ненасыщенные жирные кислоты.
"Цель этих исследований не обязательно в том, чтобы рекомендовать диету, а в том, чтобы действительно понять лежащую в основе биологию," Lien говорит. "Они дают некоторое представление о механизмах работы этих диет, и это может привести к рациональным идеям о том, как мы можем имитировать эти ситуации для лечения рака."
Теперь исследователи планируют изучить, как диеты с различными источниками жиров, включая растительные или животные жиры с определенными различиями в содержании насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, изменяют метаболизм жирных кислот опухоли и соотношение ненасыщенных и насыщенных жирных кислот.