- Исследователи изучили, как диеты с низким содержанием углеводов уменьшают рост колоректальной опухоли у мышей.
- Они обнаружили, что молекула, вырабатываемая на кето-диете, подавляет рост опухоли, и считают, что эти результаты могут быть применимы к людям.
- В настоящее время исследователи приступили к клиническим испытаниям, чтобы определить влияние кето-молекулы на колоректальный рак человека.
Колоректальный рак (КРР) является третьим наиболее распространенным раком из диагностируемых в развитых странах (по данным США). Исследования показали, что западная диета, в которую входят рационы с высоким содержанием сахара и чрезмерное потребление животного белка, особенно красного мяса, увеличивают риск КРР.
Исследования показывают, что диеты, включающие голодание и ограничение калорий, защищают от опухолей кишечника на животных моделях. Могут ли эти результаты быть справедливыми и для людей, остается неизвестным.
Понимание механизмов, лежащих в основе влияния различных диет на рост опухоли, может помочь исследователям в разработке методов лечения и профилактики КРР.
Недавно исследователи провели серию исследований на мышах, изучая основные защитные механизмы низкоуглеводной диеты при КРР.
Они обнаружили, что бета-гидроксибутират (BHB) — молекула альтернативной энергии, вырабатываемая на низкоуглеводной диете, — подавляет рост опухоли кишечника.
«BHB — это небольшая молекула, вырабатываемая в печени в ответ на голодание или кетогенную диету», — говорит доктор Антон Бильчик, хирург-онколог и главный врач Института рака Святого Иоанна в Центре здоровья Провиденс Сент-Джонс в Санта-Монике, Калифорния.
«Это [новое исследование] демонстрирует на модели мышей, что BHB предотвращает колоректальный рак, активируя замедляющий рост рецептор Hcar2, который находится в слизистой оболочке кишечника. Этот рецептор может играть важную роль в предотвращении роста клеток в кишечнике», — добавил доктор Бильчик. Он не участвовал в исследовании.
Исследование было опубликовано в Nature.
Кето-диета
Исследователи сначала попытались определить диетические вмешательства, которые влияют на рост опухоли кишечника. Для этого они разработали шесть диет с различным соотношением жиров и углеводов, в том числе две кетогенные диеты с 90% соотношением жиров к углеводам из растительных или животных источников.
После начала диеты исследователи индуцировали КРР у мышей с помощью стандартных химических процедур. При этом они отметили уменьшение числа и размеров опухолей при увеличении соотношения жиров и углеводов.
Они также обнаружили, что мыши на кето-диете выживали дольше, а кето-диета подавляла развитие опухоли в генетической модели колоректального рака.
Кето-диета также подавляла рост опухоли, когда начиналась после запуска КРР.
Между тем, прекращение кето-диеты привело к возобновлению роста опухоли, даже если диета ранее уменьшала размер опухоли.
Исследователи написали, что их результаты показывают, что кето-диеты сильно подавляют рост колоректальной опухоли как в моделях профилактики, так и в моделях лечения КРР.
Основные механизмы
Затем исследователи исследовали основные механизмы подавления опухоли.
В ходе серии экспериментов они обнаружили, что кето-диета высвобождает BHB, который взаимодействует с клетками кишечника, уменьшая и предотвращая рост опухоли.
Доктор Мааян Леви, один из авторов исследования, сообщает следующее:
«BHB ингибирует рост и пролиферацию эпителиальных клеток кишечника. Это достигается за счет активации регулятора транскрипции Hopx. Hopx, в свою очередь, снижает экспрессию генов, участвующих в клеточном делении. Как именно Hopx оказывает свое генно-регуляторное действие, неизвестно; это то, что мы в настоящее время исследуем».
Чтобы увидеть, как BHB работает у людей, исследователи наблюдали его влияние на клеточные линии человека. При этом они отметили, что BHB снижает рост органоидов как у здоровых доноров, так и у клеточных линий КРР, а также повышает экспрессию Hopx.
Однако они обнаружили, что только клеточные линии с HCAR2-HOPX реагировали на BHB, а другие, такие как HCT116 и RKO, не реагировали.
Наконец, исследователи собрали образцы крови у 41 пациента с КРР, чтобы оценить связь между уровнями BHB и Hopx в крови. Они обнаружили, что уровни BHB положительно коррелируют с уровнями Hopx и отрицательно с прогрессированием клеточного цикла.
Они написали, что это предполагает, что BHB может повышать уровень Hopx и снижать рост опухоли колоректального рака у людей.
Исследователи пришли к выводу, что пероральные или системные вмешательства, например бета-гидроксибутирата, могут дополнить существующие стратегии профилактики и лечения КРР.
Ограничения исследования
Отвечая на вопрос об ограничениях исследования, доктор Билчик сказал:
«Несмотря на то, что эти исследования интересны и наводят на размышления, мало что известно о том, как они повлияют на клиническую эффективность для человека. Положительные клинические результаты могут повлиять на тысячи жизней и снизить развитие колоректального рака, особенно у молодых людей, где мы наблюдаем массовый рост заболеваемости по неясным причинам».
«Один важный аспект, который еще не был рассмотрен в нашем исследовании, — это уровни циркулирующего BHB и их продолжительность, которых необходимо достичь, чтобы наблюдать ингибирующий опухоль эффект», — добавил доктор Леви.
«Другими словами, нужно ли постоянно повышать уровень BHB? Эффективен ли периодический прием добавок BHB? Достаточно ли коротких приемов добавок BHB? Если да, то как часто должны быть эти приемы? Мы активно изучаем эти важные вопросы».
Хотя многое остается неизвестным о роли BHB в КРР, доктор Леви объяснила, что ее команда инициировала клинические испытания для определения влияния BHB на колоректальный рак человека.
«Обнадеживает то, что в моделях на животных все типы колоректального рака, которые мы использовали для проверки эффективности BHB, ответили на вмешательство», — сказала она. «Кроме того, кишечные органоиды, полученные от пациентов с колоректальным раком, также реагируют на лечение BHB снижением роста».
