Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature, επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, σε συνεργασία με ειδικούς από το Κέντρο Καρκίνου Rogel, το Τμήμα Νευροχειρουργικής και το Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής, εστίασαν στους καρκινικούς όγκους του εγκεφάλου, και ποιες αλλαγές στη διατροφή θα μπορούσαν να επιβραδύνουν την εξέλιξή τους.
Πιο συγκεκριμένα, διερεύνησαν πώς τα κύτταρα του γλοιοβλαστώματος μεταβολίζουν τη γλυκόζη. Τα ευρήματά τους αποκάλυψαν ότι αυτοί οι όγκοι βασίζονται σε ξεχωριστές θρεπτικές οδούς σε σύγκριση με τον φυσιολογικό εγκεφαλικό ιστό, προσφέροντας νέα στοιχεία για πιθανές νέες θεραπείες.
Το γλοιοβλάστωμα είναι ο πιο επιθετικός τύπος κακοήθους όγκου στον εγκέφαλο. Οι ασθενείς που διαγιγνώσκονται με αυτό τον τύπο καρκίνου συνήθως ζουν μόλις ένα με δύο χρόνια. Μέσα σε αυτούς τους όγκους, τα συνηθισμένα εγκεφαλικά κύτταρα αλλάζουν τη συμπεριφορά τους, πολλαπλασιάζονται γρήγορα και εξαπλώνονται σε κοντινούς ιστούς. Σε αντίθεση με τα υγιή εγκεφαλικά κύτταρα, τα καρκινικά κύτταρα επεξεργάζονται τα θρεπτικά συστατικά με έναν θεμελιωδώς διαφορετικό τρόπο.
«Τροποποιήσαμε τη διατροφή σε μοντέλα ποντικών και καταφέραμε να επιβραδύνουμε σημαντικά και να εμποδίσουμε την ανάπτυξη αυτών των όγκων», δήλωσε ο Daniel Wahl, M.D., Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής ακτινοθεραπευτικής ογκολογίας και ένας από τους επικεφαλής συγγραφείς της μελέτης.
«Η μελέτη μας μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία νέων θεραπευτικών σχημάτων για τους ασθενείς στο εγγύς μέλλον», πρόσθεσε. Οι συμβατικές θεραπείες συνίστανται σε χειρουργική επέμβαση ακολουθούμενη από ακτινοθεραπεία και χημειοθεραπεία. Ωστόσο, οι όγκοι τελικά επιστρέφουν και γίνονται ανθεκτικοί στη θεραπεία. Προηγουμένως, οι ερευνητές έδειξαν ότι η αντίσταση οφείλεται στην μεταβολική επανασύνδεση εντός των καρκινικών κυττάρων.
Τα καρκινικά κύτταρα στον εγκέφαλο χρησιμοποιούν τα σάκχαρα διαφορετικά σε σύγκριση με τα υγιή κύτταρα
Ο μεταβολισμός είναι η διαδικασία με την οποία το σώμα μας διασπά μόρια όπως είναι οι υδατάνθρακες και οι πρωτεΐνες, έτσι ώστε τα κύτταρά μας να μπορούν είτε να τα χρησιμοποιήσουν είτε να δημιουργήσουν νέα μόρια.
Παρόλο που τόσο τα εγκεφαλικά όσο και τα καρκινικά κύτταρα εξαρτώνται από τη ζάχαρη, η ομάδα ήθελε να δει αν χρησιμοποιούν τη ζάχαρη διαφορετικά. Έγχυσαν μικρές ποσότητες ζάχαρης σε ποντίκια αλλά και σε ασθενείς με όγκους στον εγκέφαλο για να παρακολουθήσουν τον τρόπο χρήσης της.
«Για να κατανοήσουμε πραγματικά τον καρκίνο του εγκεφάλου και να βελτιώσουμε τις θεραπείες για τους ασθενείς, χρειάστηκε να μελετήσουμε τους όγκους στους ίδιους τους ασθενείς, όχι μόνο στο εργαστήριο», δήλωσε ο Wajd Al-Holou, MD, νευροχειρουργός όγκων εγκεφάλου που συν-διευθύνει την Πολυκλαδική Κλινική Όγκων Εγκεφάλου του Μίσιγκαν, επίσης συγγραφέας της μελέτης. Παρόλο που τόσο οι φυσιολογικοί ιστοί όσο και τα καρκινικά κύτταρα χρησιμοποιούσαν πολλή ζάχαρη, τη χρησιμοποιούσαν για διαφορετικούς σκοπούς.
«Είναι μια μεταβολική διακλάδωση», δήλωσε ο Andrew Scott, Ph.D., ερευνητής στο εργαστήριο του Wahl. «Ο εγκέφαλος διοχετεύει τη ζάχαρη στην παραγωγή ενέργειας και νευροδιαβιβαστών για τη σκέψη και την υγεία, αλλά οι όγκοι ανακατευθύνουν τη ζάχαρη για να παράγουν υλικά για περισσότερα καρκινικά κύτταρα», συμπλήρωσε.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι οι υγιείς ιστοί χρησιμοποίησαν σάκχαρα για να παράγουν ενέργεια και χημικές ουσίες που επιτρέπουν στον εγκέφαλο να λειτουργεί σωστά.
Τα γλοιοβλαστώματα, από την άλλη πλευρά, απενεργοποίησαν αυτές τις διεργασίες και αντ' αυτού μετέτρεψαν τη ζάχαρη σε μόρια όπως νουκλεοτίδια - τα δομικά στοιχεία του DNA και του RNA - που τα βοήθησαν να αναπτυχθούν και να εισβάλουν στους περιβάλλοντες ιστούς.
Οι δίαιτες περιορισμένες σε αμινοξέα μπορούν να βελτιώσουν τα αποτελέσματα της θεραπείας σε ποντίκια
Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης και άλλες σημαντικές διαφορές. Ο φυσιολογικός εγκέφαλος χρησιμοποιούσε ζάχαρη για να παράγει αμινοξέα, τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. Ωστόσο, οι καρκίνοι του εγκεφάλου φάνηκαν να απενεργοποιούν αυτήν την οδό και αντ' αυτού να απορροφούν αυτά τα αμινοξέα από το αίμα.
Αυτό το εύρημα οδήγησε τους ερευνητές να εξετάσουν εάν η μείωση των επιπέδων ορισμένων αμινοξέων στο αίμα θα μπορούσε να επηρεάσει τον καρκίνο του εγκεφάλου χωρίς να επηρεάσει τη φυσιολογική λειτουργία του εγκεφάλου.
Έλεγξαν εάν τα ποντίκια που τράφηκαν με δίαιτα περιορισμένη σε αμινοξέα είχαν καλύτερα αποτελέσματα θεραπείας. «Όταν απαλλάξαμε τα ποντίκια από τα αμινοξέα σερίνη και γλυκίνη, η αντίδρασή τους στην ακτινοβολία και τη χημειοθεραπεία ήταν καλύτερη και οι όγκοι ήταν μικρότεροι από τα ποντίκια της ομάδας ελέγχου που τράφηκαν με σερίνη», δήλωσε ο συν-επικεφαλής συγγραφέας Deepak Nagrath, Ph.D. καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής.
Με βάση τις μετρήσεις τους σε ποντίκια, η ομάδα δημιούργησε επίσης μαθηματικά μοντέλα που μπορούν να παρακολουθήσουν πώς χρησιμοποιείται η γλυκόζη σε διαφορετικές οδούς, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό άλλων φαρμακευτικών στόχων.
Ο συν-επικεφαλής συγγραφέας Costas Lyssiotis, καθηγητής μοριακής και ολοκληρωτικής φυσιολογίας, διαπίστωσε ότι σε έναν φυσιολογικό εγκέφαλο, η πρόσληψη του αμινοξέος σερίνη από το αίμα είναι σαν έναν αργός επαρχιακός δρόμος. Αλλά ο καρκίνος του εγκεφάλου είναι σαν ένας πολυσύχναστος αυτοκινητόδρομος, δίνοντας στους ερευνητές την ευκαιρία να στοχεύσουν επιλεκτικά τον καρκίνο.
Η ομάδα ετοιμάζεται να ξεκινήσει κλινικές δοκιμές σύντομα για να ελέγξει εάν εξειδικευμένες δίαιτες που περιορίζουν τα επίπεδα σερίνης στο αίμα μπορούν επίσης να βοηθήσουν τους ασθενείς με γλοιοβλάστωμα.
