Исследование предлагает объяснение тому, почему диета с ограничением калорий может замедлить рост опухоли
За последние годы появились некоторые свидетельства того, что соблюдение диеты может помочь замедлить рост опухолей. Новое исследование Массачусетского технологического института (MIT), в котором на мышах анализировались две различные диеты, выявляет, как эти диеты влияют на раковые клетки, и предлагает объяснение того, почему ограничение калорий может замедлить рост опухоли.
В исследовании изучалось влияние диеты с ограничением калорий и кетогенной диеты на мышей с опухолями поджелудочной железы. Несмотря на то, что обе диеты снижают количество сахара, доступного для опухолей, исследователи обнаружили, что только диета с ограничением калорийности снижает доступность жирных кислот, и это связано с замедлением роста опухоли.
Полученные результаты не означают, что больные раком должны пытаться следовать одной из этих диет, как говорят исследователи. Вместо этого, они считают, что полученные результаты требуют дальнейшего изучения, чтобы определить, как соблюдение диеты может сочетаться с существующими или появляющимися препаратами для оказания помощи пациентам с раком.
«Существует много доказательств того, что диета может влиять на скорость прогрессирования рака, но она не является лекарством. Хотя полученные результаты провокационны, необходимы дальнейшие исследования, а каждый пациент в отдельности должен обсудить со своим врачом правильную коррекцию диеты при их раке», – Мэтью Вандер Хайден, директор Института интегративных исследований рака имени Коха при Массачусетском технологическом институте и старший автор исследования.
Постдок MIT Эван Лиен является ведущим автором статьи, опубликованной в журнале Nature.
Метаболический механизм
Вандер Хайден, который также является медиком-онкологом в Онкологическом институте Дана-Фарбер, говорит, что его пациенты часто спрашивают его о потенциальных преимуществах различных диет, но нет достаточного количества научных свидетельств для того, чтобы дать какой-либо определенный совет. Многие вопросы пациентов касаются либо диеты с ограничением калорий, при которой потребление калорий снижается на 25-50%, либо кетогенной диеты, в которой мало углеводов и много жиров и белков.
Предыдущие исследования выявили, что диета с ограничением калорийности может замедлить рост опухоли в некоторых условиях, и было продемонстрировано, что такая диета увеличивает продолжительность жизни мышей и многих других видов животных. Небольшое количество исследований, изучающих влияние кетогенной диеты на рак, дали недостаточные результаты.
«Многие советы или проходящие веяния в культуре, которые существуют, не обязательно основаны на достоверных научных данных, – говорит Лиен. – Но, похоже, есть возможность, особенно с учетом того, что наше понимание метаболизма рака сильно развилось за последние 10 лет, что мы можем взять некоторые биохимические принципы, которые мы изучили, и применить эти концепции для понимания этого сложного механизма».
Раковые клетки потребляют большое количество глюкозы, поэтому некоторые ученые предполагали, что как кетогенная диета, так и диета с ограничением 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 оказывает гораздо большее влияние на рост опухоли, чем кетогенная диета, поэтому исследователи предположили, что уровень глюкозы не играет главной роли в замедлении роста.
Чтобы глубже погрузиться в механизм, исследователи проанализировали рост опухоли и концентрацию питательных веществ у мышей с опухолями поджелудочной железы, которых либо кормили как обычно, либо по кетогенной диете, либо по диете с ограничением калорий. Как у мышей, получавших кетогенную диету, так и у мышей с ограничением калорий, уровень глюкозы снизился. У мышей с ограничением калорий также снизился уровень липидов, но у мышей на кетогенной диете он повысился.
Недостаток липидов препятствует росту опухоли, поскольку раковые клетки нуждаются в липидах для формирования своих клеточных мембран. Обычно когда липиды не доступны в тканях, клетки могут вырабатывать свои собственные липиды. В рамках этого процесса им необходимо поддерживать правильный баланс насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, для чего требуется фермент под названием стеароил-КоА-десатураза (SCD). Этот фермент отвечает за преобразование насыщенных жирных кислот в ненасыщенные жирные кислоты.
Обе диеты, как с ограничением калорий, так и кетогенная диета снижают активность SCD, но у мышей на кетогенной диете липиды были доступны из рациона, поэтому им не нужно было использовать SCD. Мыши на диете с ограничением калорий, однако, не могли получать жирные кислоты из своего рациона или вырабатывать собственные. У этих мышей рост опухоли значительно замедлился, по сравнению с мышами на кетогенной диете.
«Не все, что дает ограничение калорий – это лишает опухоли липидов, а также и нарушает процесс, который позволяет ей адаптироваться. Эта комбинация действительно способствует торможению роста опухоли»,– говорит Лиен.
Эффекты диеты
В дополнение к исследованиям на мышах, ученые также изучили некоторые данные о людях. В сотрудничестве с Брайаном Вулпином, онкологом из Института рака Дана-Фарбер и одним из авторов статьи, группа получила данные большого группового исследования, которое позволило им проанализировать связь между шаблонами питания и сроками выживания пациентов с раком поджелудочной железы. В результате этого исследования ученые обнаружили, что тип потребляемых жиров, по-видимому, влияет на то, как пациенты, придерживающиеся диеты с пониженным потреблением сахара, живут после диагностирования рака поджелудочной железы, хотя данные недостаточно полны, чтобы делать какие-либо выводы о влиянии диеты, как говорят исследователи.
Хотя данное исследование показало, что ограничение калорийности оказывает положительное действие на мышей, исследователи говорят, что они не рекомендуют больным раком придерживаться диеты с ограничением калорийности, которую трудно соблюдать и которая может иметь вредные побочные эффекты. Однако они считают, что зависимость раковых клеток от наличия ненасыщенных жирных кислот может быть использована для разработки лекарств, которые могут помочь замедлить рост опухоли.
Одной из возможных терапевтических стратегий может быть ингибирование фермента SCD, что лишит опухолевые клетки способности производить ненасыщенные жирные кислоты.
«Цель этих исследований не обязательно заключается в том, чтобы рекомендовать диету, а в том, чтобы понять лежащую в ее основе биологию, – говорит Лиен. – Исследования дают некоторое представление о механизмах, по которым диета работает, и это может привести к рациональным идеям о том, как мы можем копировать эти механизмы 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 в опухоли и соотношение ненасыщенных и насыщенных жирных кислот.