Согласно исследованию на мышах, проведенному исследователями из Weill Cornell Medicine, Медицинского центра Ирвинга Колумбийского университета и NewYork-Presbyterian, диета с очень низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров, называемая кетогенной диетой, может повысить эффективность нового класса противораковых препаратов.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature 4 июля, ученые дают возможное объяснение того, почему препараты, нацеленные на инсулино-активированный фермент фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3K), мутации которого вызывают многие виды рака, не работают так хорошо, как надеялся. И они определяют стратегию, которая может повысить потенциал лечения опухолей.
"Любой препарат, нацеленный на PI3K, может быть неэффективным, если пациенты не могут поддерживать низкий уровень сахара в крови с помощью диеты или лекарств," сказал старший автор д-р. Льюис С. Кэнтли, Мейер, директор онкологического центра Сандры и Эдварда Мейеров в Weill Cornell Medicine. "Мы продемонстрировали, что если снизить уровень инсулина с помощью кетогенной диеты, это значительно повысит эффективность этих противораковых препаратов."
Некоторые из наиболее распространенных генетических мутаций, наблюдаемых при раковых опухолях, влияют на PI3K. Частота мутаций в гене сделала его привлекательной мишенью для противораковых препаратов, и более 20 препаратов, ингибирующих фермент PI3K, прошли клинические испытания.
Но пока результаты клинических испытаний неутешительны. У некоторых пациентов, принимающих эти препараты, развивается чрезмерно высокий уровень сахара в крови или гипергликемия. Это часто временно, потому что поджелудочная железа обычно может компенсировать это за счет производства большего количества инсулина. Но у некоторых пациентов уровень сахара в крови не возвращается к норме, и они должны прекратить прием лекарств.
"Если мы отключим путь PI3K, который способствует росту раковых клеток, мы увидим клинический ответ на эти препараты, а мы просто не увидим его," сказал ведущий автор доктор. Бенджамин Д. Хопкинс, научный сотрудник Weill Cornell Medicine.
В своем исследовании доктор. Хопкинс и его соавторы продемонстрировали, что повышение уровня инсулина реактивирует PI3K у мышей с опухолями поджелудочной железы, получавших ингибитор PI3K под названием бупарлисиб. "Реактивация PI3K в опухоли делает препарат относительно неэффективным," сказал доктор. Кэнтли, профессор биологии рака в медицине Weill Cornell Medicine. "Повышение уровня инсулина спасает опухоль от смерти."
Это наблюдение побудило исследователей обратиться к ящику с инструментами эндокринолога для лечения, которое помогает контролировать уровень сахара в крови и уровень инсулина. Наряду с ингибиторами PI3K они лечили мышей лекарствами от диабета метформином или ингибиторами натрий-глюкозного ко-транспортера 2 (SGLT2) или кетогенной диетой.
Метформин, повышающий чувствительность к инсулину, не оказывал большого влияния на выбросы глюкозы или инсулина или на клеточные сигналы, способствующие росту опухоли. Ингибиторы SGLT2, которые предотвращают реабсорбцию глюкозы почками, так что она выводится с мочой, снижают выбросы глюкозы и инсулина в ответ на лечение PI3K и снижают сигналы роста опухоли. Важно отметить, что кетогенная диета, которая использовалась в клинике около четырех десятилетий для контроля уровня инсулина, лучше всего предотвращала скачки глюкозы и инсулина и подавляла сигналы роста опухоли.
"Кетогенная диета оказалась идеальным подходом," Доктор. Хопкинс сказал. "Это уменьшало запасы гликогена, поэтому мыши не могли выделять глюкозу в ответ на ингибирование PI3K. Это говорит о том, что если вы можете блокировать скачки уровня глюкозы и последующую обратную связь с инсулином, вы можете сделать препараты гораздо более эффективными в борьбе с ростом рака."
"Это исследование представляет собой действительно инновационный подход к раку. На протяжении десятилетий мы пытались изменить метаболизм человека, чтобы сделать раковые клетки более чувствительными к химиотерапии или таргетным лекарствам. Тот факт, что этот препарат сам по себе вызывал некоторую устойчивость – по крайней мере, в моделях на животных – стал полной неожиданностью. Мы рады попробовать этот подход на людях," сказал соавтор доктор. Сиддхарта Мукерджи, адъюнкт-профессор медицины Колледжа врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета и онколог в Медицинском центре Ирвинга Нью-Йоркского пресвитерианского / Колумбийского университета.
Доктор. Хопкинс предупредил, что кетогенная диета сама по себе не обязательно помогает контролировать рост рака, а в некоторых случаях даже может быть вредной. Фактически, когда ученые изучали влияние кетогенной диеты в отсутствие ингибиторов PI3K на несколько видов рака у мышей, кетогенная диета оказала незначительное влияние на опухоли и фактически вызвала более быстрый рост некоторых лейкозов.
Затем исследователи надеются изучить, является ли сочетание одобренного FDA внутривенного ингибитора PI3K с кетогенной диетой, специально подготовленной диетологами, безопасным и улучшающим результаты для людей с раком груди, раком эндометрия, лейкемиями или лимфомами.
"Мы должны убедиться, что нет какой-либо непредвиденной токсичности," Доктор. Кэнтли сказал. А пока доктор. Кэнтли предложил исследователям, тестирующим препараты этого класса, контролировать рацион пациентов, чтобы контролировать уровень сахара в крови.
"В любом клиническом испытании препарата, нацеленного на фермент PI3K, диета пациента должна тщательно контролироваться," он сказал.