Czy dieta może osłabiać terapię przeciwnowotworową? Zaskakujące odkrycia o wpływie mikrobiomu

Badanie przeprowadzone przez Ludwig Cancer Research ujawniło zaskakujące powiązania między dietą, mikrobiotą jelitową a skutecznością leczenia nowotworów.

Zespół naukowców pod kierownictwem Asaela Roichmana i dyrektora oddziału Princeton Ludwiga, Joshuy Rabinowitza, próbował wyjaśnić, dlaczego inhibitory kinazy PI3 (PI3K)—leki mające na celu zablokowanie nieprawidłowo aktywowanego szlaku sygnalizacyjnego promującego proliferację komórek nowotworowych—nie zapewniają trwałej i jednolitej kontroli choroby u pacjentów z guzami litymi.

„Wiele leków przeciwnowotworowych nie działa jednakowo u wszystkich pacjentów, a jedną z możliwych przyczyn tej zmienności może być dieta” – stwierdził Rabinowitz. „Nasze badanie wykazało, że dieta może rzeczywiście wpływać na skuteczność terapii nowotworowej w modelach przedklinicznych – i to w sposób zaskakujący, niezwiązany bezpośrednio z wartością odżywczą pożywienia. Okazało się, że niektóre małe cząsteczki obecne w produktach roślinnych są przekształcane przez bakterie jelitowe w związki chemiczne, które aktywują wątrobę do szybszego usuwania inhibitorów PI3K, co obniża skuteczność terapii.”

Roichman, będący pierwszym autorem badania, dodał: „Chociaż skupiliśmy się na inhibitorach PI3K, enzymy wątrobowe odpowiedzialne za ich rozkład metabolizują również wiele innych leków. Sugeruje to, że nasze odkrycia mogą mieć znaczenie także w przypadku innych klas leków stosowanych w leczeniu nowotworów i innych chorób.”

Niespodziewane wyniki eksperymentów dietetycznych

Badanie, opublikowane na łamach czasopisma Cell, rozpoczęło się od zaskakującego wyniku eksperymentu dotyczącego wpływu diety na terapię przeciwnowotworową. Zespół Rabinowitza oraz inni badacze wcześniej wykazali, że dieta ketogenna znacząco poprawia odpowiedź na leczenie przeciwnowotworowe u myszy w modelach przedklinicznych. Dieta ta, bogata w tłuszcze i uboga w węglowodany, miała działać poprzez obniżenie poziomu insuliny i glukozy we krwi.

Tym większe było zaskoczenie naukowców, gdy myszy karmione dietą bogatą w węglowodany również dobrze reagowały na inhibitory PI3K, mimo że taka dieta powinna podnosić poziom cukru i insuliny.

Po dokładniejszej analizie okazało się, że nie węglowodany, tłuszcze czy poziom cukru miały znaczenie, lecz złożoność molekularna diety — a konkretnie to, czy składała się ona z nieprzetworzonych produktów, czy z żywności wysoko przetworzonej.

Fitochemikalia, mikrobiom i enzymy detoksykacyjne

Pokarm ketogenny stosowany u myszy w badaniach przedklinicznych to wysoko przetworzona formuła, pozbawiona fitochemikaliów – związków chemicznych pochodzenia roślinnego, obecnych m.in. w soi i roślinach strączkowych, które znajdują się w standardowej karmie laboratoryjnej. Okazało się, że bakterie jelitowe rozkładają te fitochemikalia, zwłaszcza sojasaponiny z soi, na cząsteczki, które stymulują ekspresję enzymów wątrobowych z rodziny cytochromu P450, odpowiedzialnych za detoksykację.

W badaniu wykazano, że zwiększona aktywność tych enzymów u myszy karmionych standardową karmą prowadziła do szybszego usuwania inhibitorów PI3K z organizmu, co osłabiało działanie przeciwnowotworowe terapii. Potwierdzono także, że dieta bogata w węglowodany, ale uboga w fitochemikalia – podobnie jak antybiotyki hamujące mikrobiotę jelitową – zwiększała skuteczność inhibitorów PI3K.

„Nasze wyniki sugerują, że niektóre diety roślinne, poprzez interakcje z mikrobiotą jelitową, mogą zmniejszać biodostępność leków przeciwnowotworowych, aktywując mechanizmy szybszej eliminacji leków przez organizm” – podkreślił Roichman. „Choć konkretne cząsteczki mogą różnić się u ludzi, nasze badanie wskazuje, że dieta i mikrobiom to kluczowe czynniki wpływające na farmakokinetykę leków przeciwnowotworowych.”

Nowe perspektywy dla terapii onkologicznej

Odkrycia te otwierają możliwości opracowania nowych strategii terapeutycznych uwzględniających dietę pacjenta, skład jego mikrobiomu oraz historię stosowania antybiotyków. Dzięki dalszym badaniom możliwe będzie indywidualizowanie terapii przeciwnowotworowej poprzez analizę mikrobiomu, zalecenia dietetyczne czy farmakologiczne modyfikacje metabolizmu leków.

Joshua Rabinowitz pełni funkcję dyrektora oddziału Princeton Instytutu Badań nad Rakiem im. Ludwiga, profesora w Katedrze Chemii i Instytucie Genomiki Integracyjnej im. Lewisa-Siglera oraz członka Rutgers Cancer Institute. Badanie zostało sfinansowane przez Ludwig Institute for Cancer Research, Stand Up 2 Cancer, amerykański NIH oraz New Jersey Commission on Cancer Research.

Źródło: Ludwig Institute for Cancer Research