Snazší léčení mozkového nádoru změnou diety

Nová laboratorní studie využila unikátní aspekt metabolismu buněk glioblastomu ke zvýšení účinnosti chemoterapie a radiace a obrátila vlastnosti rakoviny proti ní samé. Naznačuje to, že změna ve stravování může učinit smrtelný glioblastom mozku zranitelnějším vůči protinádorovým terapiím. Změna ve stravování využívá klíčovou metabolickou zranitelnost rakovinných buněk, a prodlužuje přežití pokusných myší, pokud se používá v kombinaci s chemoradiační terapií.

Studie, publikovaná 3. září v časopise Nature, naznačuje, že hlubší pochopení toho, jak nádorové buňky upravují svůj metabolismus ve snaze o totální růst, by mohlo otevřít možnosti léčby této notoricky smrtelné rakoviny. Zdravé buňky v mozku potřebují palivo k udržení svého rozsáhlého seznamu funkcí, jako je elektrická signalizace a uvolňování chemických signálů. Rakovinné buňky se těchto normálních procesů zbavují, přepojují se a stávají se „profesionálně se dělícími buňkami“, uvedl spoluautor studie Costas Lyssiotis, profesor onkologie na Michiganské univerzitě. Tyto poznatky jsou pro výzkumníky rakoviny velmi zajímavé, protože mohou umožnit při terapiích rozlišovat mezi zdravými buňkami a nádory, a učinit tak terapie cílenějšími. „Skutečným uměním poskytování terapie je dosáhnout toho, abyste rakovinných buněk zabili mnohem více než normálních,“ řekl Lyssiotis.

Lidská i myší data

Práce, koordinovaná onkologem z Michiganské univerzity Dr. Danem Wahlem, hodnotila, jak glioblastom ovlivňuje svůj metabolismus v lidském i zvířecím mozku. Studie ambiciózně kombinovala laboratorní výzkum a klinickou praxi tím, že některá data čerpala z tkáně odebrané z mozků pacientů podstupujících operaci nádoru. Studie vyžadovala spolupráci odborníků na chirurgii mozku u lidí i u hlodavců, odborníky na metabolismus a molekulární analytiky.

Protokol začal několik hodin před operací. Pacienti dostávali infuzi glukózy, která byla označena radionuklidem tak, aby byla detekovatelná technikami molekulární analýzy. Glukóza proudila jejich krevním oběhem do zdravých i nádorových buněk.

Běžným přístupem k operaci glioblastomu je odstranění nádoru a části okolní mozkové tkáně, aby se minimalizovalo riziko rychlého opětovného růstu rakoviny. Tým během operace odebíral vzorky krve každých 30 minut a poté bleskově zmrazil vyříznutý nádor a zdravou tkáň k analýze.

Extrahované buňky metabolizovaly glukózu a vědci sledovali cestu molekul glukózy buňkami. Ve shodě s experimenty na myších získali vědci jasný přehled o tom, co nádorové buňky dělají odlišně, když přijímají cukr.

Na co používají zdravé a nádorové buňky cukr

Zdravé buňky metabolizovaly glukózu pro buněčné procesy, jako je dýchání, při kterém se cukr a kyslík přeměňují na palivo pro buňku. Tyto buňky také přeměňovaly glukózu na aminokyselinu zvanou serin, klíčovou složku důležitých molekul neurotransmiterů.

Nádorové buňky naopak tyto procesy odložily stranou. Místo toho rakovinné buňky nasměrovaly glukózu k produkci nukleotidů – stavebních kamenů DNA. Tyto molekuly jsou životně důležitým zdrojem pro nekonečnou replikaci nádorových buněk.

Chemoradiační terapie útočí na rakovinu ničením její DNA, ale toto přesměrování využití „potravy“ poskytuje rakovinným buňkám stálý zdroj nukleotidů, kterými mohou opravovat poškození. Studie ukázala, že nádorové buňky také vychytávaly serin z okolních tkání, aby dále podpořily svůj růst.

Wahl a jeho tým zde viděli příležitost

Myši, kterým byly transplantovány lidské rakovinné buňky, nasadili do krmného režimu, který drasticky snížil jejich serin ve stravě. Lyssiotis naznačil, že by se to mohlo potenciálně použít u pacientů s rakovinou – dát jim nízkobílkovinnou dietu doplněnou proteinovými koktejly bez serinu.

Protože se tím snížilo množství serinu dostupného pro nádorové buňky, donutilo to rakovinné buňky přesměrovat jejich metabolismus glukózy zpět na produkci serinu. To následně snížilo jejich syntézu nukleotidů a buňky se staly zranitelnějšími vůči chemoradiaci. Myši, kterým byla podána tato kombinace dietní a klasické léčby, žily déle než myši, které byly léčeny pouze chemoradiací.

Lyssiotis vysvětlil, že tato zranitelnost bude pravděpodobně fungovat po omezenou dobu, protože glioblastomové buňky si dokáží obratně svůj metabolismus přizpůsobit. Kromě toho se zdá, že některé nádorové buňky se na zachycený serin spoléhají méně než jiné. „Pokud se vám podaří trefit tu správnou mez, zbavíte je serinu a přijdete s chemo a radioterapiemi, zlikvidujete je dříve, než najdou řešení,“ navrhl.

Následovat budou klinické studie

Wahl již začíná pracovat na následné klinické studii, která má tyto výsledky u myší podpořit daty ze studie na lidských pacientech. „Doufáme, že to našim pacientům nabídneme již koncem tohoto roku nebo začátkem příštího,“ řekl. Tato práce bude také vyžadovat koordinaci. „Léčba rakoviny je těžká. Žádáme lidi, aby každý den chodili na ozařování a podstupovali chemoterapii. Myslím, že požádat někoho, aby také dodržoval předepsanou dietu, by mohlo být ošemetné,“ dodal. Současná studie však poskytla cenné informace, které budou ovlivňovat budoucí klinickou práci. „To, z čeho jsme nadšení, je, že tento protokol sledování izotopů [sledování značené glukózy] nám může říct, které nádory si z glukózy vytvářejí serin a které nádory serin přijímají z prostředí,“ řekl Wahl.

Lyssiotis poznamenal, že průkopnická metabolická analýza identifikovala další změny ve stravování, které by mohly být v budoucí práci prozkoumány. Modifikace serinu je prozatím nejjednodušší k provedení. „Myslíme si, že to je jen špička ledovce,“ řekl.

Zdroj: Diet change could make brain cancer easier to treat, early study hints | Live Science