Кетогенная диета может повысить эффективность терапии рака поджелудочной железы

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) обнаружили способ уничтожить рак поджелудочной железы у мышей, посадив их на высокожировую, или кетогенную, диету и проведя терапию от рака.

Эта терапия блокирует метаболизм жиров, который является единственным источником энергии для раковых клеток, пока мыши остаются на кетогенной диете, и опухоли перестают расти.

Команда сделала это открытие, опубликованное в журнале Nature, в то время, когда они пытались понять, как организм управляет своим существованием за счет жира во время голодания.

«Наши результаты привели нас прямо к биологии одного из самых смертоносных видов рака — рака поджелудочной железы», — сказал Давиде Руджеро, доктор философии, профессор и научный сотрудник Американского общества борьбы с раком в департаментах урологии и клеточной и молекулярной фармакологии UCSF и старший автор статьи.

Команда Руджеро сначала выяснила, как белок, известный как фактор инициации трансляции эукариот (eIF4E), изменяет метаболизм организма, переключая его на потребление жиров во время голодания. Тот же переключатель срабатывает благодаря eIF4E, когда животное находится на кетогенной диете.

Они обнаружили, что новый противораковый препарат, называемый eFT508, который в настоящее время проходит клинические испытания, блокирует eIF4E и кетогенный путь, предотвращая метаболизм жиров в организме. Когда учёные сочетали этот препарат с кетогенной диетой на модели рака поджелудочной железы у животных, раковые клетки начинали голодать.

«Наши результаты открывают точку уязвимости, которую можно лечить клиническим ингибитором, который мы уже знаем, что безопасен для людей. У нас теперь есть убедительные доказательства одного из способов использования диеты вместе с уже существующими методами лечения рака для точного устранения опухоли», — сказал Руджеро.

Использование разных видов топлива в клетке

Люди могут выживать без пищи в течение нескольких недель, отчасти благодаря тому, что организм сжигает накопленные жиры.

Во время голодания печень превращает жиры в кетоновые тела, которые используются вместо глюкозы, нормального источника энергии организма. Команда Руджеро обнаружила, что eIF4E в печени становится более активным, даже когда печень приостанавливает свою другую метаболическую активность, что предполагает, что этот фактор участвует в создании кетоновых тел, процесс, называемый кетогенезом.

«Голодание является частью различных культурных и религиозных практик на протяжении веков, и считается, что оно способствует укреплению здоровья», — сказал Хаоджун Ян, доктор философии, постдокторант в лаборатории Руджеро и первый автор исследования. «Наше открытие, что голодание перестраивает экспрессию генов, предоставляет потенциальное биологическое объяснение этих преимуществ».

Отслеживая изменения различных метаболических путей во время голодания, учёные обнаружили, что eIF4E активируется свободными жирными кислотами, которые высвобождаются жировыми клетками в начале голодания, чтобы организм имел что-то для потребления.

«Метаболит, который организм использует для выработки энергии, также используется в качестве сигнальной молекулы во время голодания», — сказал Руджеро. «Для биохимика видеть, как метаболит действует как сигнал, было самым удивительным».

Эти же изменения в печени — производство кетоновых тел из сжигания жиров вместе с ростом активности eIF4E — также происходили, когда лабораторным животным давали кетогенную диету, состоящую в основном из жиров.

Именно тогда «лампочка зажглась».

«Как только мы смогли увидеть, как работает этот путь, мы увидели возможность вмешательства», — сказал Руджеро.

Ахиллесова пята рака поджелудочной железы

Учёные сначала лечили рак поджелудочной железы с помощью противоракового препарата под названием eFT508, который отключает eIF4E, с целью блокировать рост опухоли. Однако опухоли поджелудочной железы продолжали расти, используя другие источники топлива, такие как глюкоза и углеводы.

Зная, что рак поджелудочной железы может выживать за счет жиров и что eIF4E становится более активным во время сжигания жиров, учёные сначала посадили животных на кетогенную диету, вынудив опухоли потреблять только жиры, а затем применили противораковый препарат. В этом контексте препарат отключил единственный источник питания раковых клеток, и опухоли уменьшились.

Руджеро, вместе с Кеваном Шокатом, доктором философии, профессором клеточной и молекулярной фармакологии в UCSF, разработали eFT508 в 2010-х годах, и он показал некоторые перспективы в клинических испытаниях. Но теперь появился гораздо более мощный способ его использования.

«Поле исследований долгое время боролось с тем, чтобы прочно связать диету с раком и методами его лечения», — сказал Руджеро. «Но для того, чтобы продуктивно соединить эти вещи, нужно понимать механизм».

Для лечения других форм рака потребуется использование разных сочетаний диет и лекарств.

«Мы ожидаем, что большинство раков имеют и другие уязвимые места», — сказал Руджеро. «Это основа для нового способа лечения рака с помощью диеты и персонализированных методов терапии».