Ernährungsumstellung verbessert die Reaktion auf Krebsbehandlungen bei Mäusen

Illustration einer beschädigten DNA-Doppelhelix.

Eine Diät, die wenig Methionin enthält und Nährstoffzellen benötigen, um DNA-Schäden zu reparieren, kann Therapien wie die Chemotherapie effektiver machen.

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Die Menschen müssen essen, um zu überleben. Und die Zellen, aus denen der Körper besteht, fressen auch. Oder genauer gesagt, Zellen zersetzen Lebensmittel und bauen sie in die einzelnen Moleküle um, die sie benötigen, um am Leben zu bleiben und zu wachsen. Dieses komplexe Netzwerk von Prozessen wird als Zellstoffwechsel bezeichnet .

Krebszellen können ihren Stoffwechsel verändern, um zu überleben. Daher ist die gezielte Verstoffwechslung von Krebszellen für Forscher von großem Interesse. Zu den Fragen, die gestellt werden, gehören: Kann der Ernährungsbedarf eines Tumors im Rahmen einer Krebsbehandlung angegriffen werden? Und könnte dies getan werden, indem die Ernährung eines Krebspatienten angepasst wird?

Eine neue NCI-gestützte Studie legt nahe, dass Letzteres möglich sein könnte. In der Studie zeigten die Forscher, dass das Füttern von Mäusen mit einer sehr nährstoffarmen Diät die Fähigkeit der Chemotherapie und der Strahlentherapie zum Schrumpfen von Tumoren verbesserte .

Als die Forscher bei sechs gesunden Erwachsenen eine Diät mit niedrigem Methioningehalt testeten, sanken die Methioninspiegel in ihrem Körper und sie erlebten metabolische Veränderungen, die denen in den Mausstudien ähnelten. Die Studie war jedoch nicht darauf ausgelegt, die Wirkung von Methionin-Restriktionen auf die Krebsbehandlung beim Menschen zu testen.

Das Konzept, bestimmte Ernährungsumstellungen zur Verbesserung der Krebsbehandlung zu verwenden, „steckt noch in den Anfängen“, sagte Dr. Jason Locasale von der Duke University, der die neue Studie leitete. „Und es wird keine einzige Diät für die Krebsbehandlung geben. Aber diese Aspekte der Ernährung scheinen alle möglichen wirklich interessanten Auswirkungen auf die Krebsergebnisse zu haben, und wir müssen sie ernst nehmen. “

Eine diätetische Sicherheitslücke

Methionin ist eine essentielle Aminosäure , die eine wichtige Rolle im Zellstoffwechsel spielt. Der Körper kann Methionin nicht von Grund auf produzieren, daher muss es aus der Nahrung stammen. Methionin ist in tierischen Produkten wie magerem Fleisch und Eiern am weitesten verbreitet, kommt aber auch in geringeren Mengen in pflanzlichen Quellen vor.

Normale Zellen können auch Methionin recyceln, das bereits in den Körper aufgenommen wurde, erklärte Dr. Michael Espey von der Abteilung für Krebsbiologie des NCI, der nicht an der Studie beteiligt war. Aber einige Krebszellen verlieren diese Fähigkeit, wenn sie mutieren , fügte er hinzu. Dies bedeutet, dass sie in Bezug auf ihren Methioninbedarf völlig auf die Ernährung angewiesen sind.

Methionin wird von Zellen benötigt, um beschädigte DNA zu reparieren und oxidativen Stress zu reduzieren, erklärte Dr. Espey. Der Abbau von Methionin aus Krebszellen, die durch DNA-schädigende Therapien wie Chemotherapie oder Strahlentherapie angegriffen werden, "kann die Fähigkeit dieser Behandlungen verbessern, die Krebszellen abzutöten", sagte er.

"Krebsforscher haben dieses Merkmal erkannt und vermutet, dass Methionin eine potenzielle Schwäche sein könnte, da alles, worauf eine Krebszelle angewiesen ist, ein gutes Ziel ist, solange eine Behandlung zur Bekämpfung dieser Anfälligkeit zur Verfügung steht", sagte Dr. Espey .

In ihrer Studie haben Dr. Locasale und seine Kollegen zunächst gemessen, ob eine Verringerung der Methioninmenge in der Ernährung von Mäusen die Methioninmenge, die den Körperzellen zur Verfügung steht, schnell verringern kann. Sie fanden heraus, dass das Umstellen von Mäusen auf eine etwa siebenmal niedrigere Methionin-Diät die Zellwerte nach 2 Tagen senkte.

Sie fütterten dann Mäuse mit Tumoren, die von einer der beiden Arten menschlicher Krebszellen stammten, mit der Diät mit niedrigem Methioningehalt. Die Methioninrestriktion allein verlangsamte das Wachstum von Tumoren, die von einer der Zelllinien stammten, stark und verlangsamte es etwas bei Tumoren, die von der anderen Zelllinie stammten.

Verbesserung der Behandlungseffekte

Die Forscher testeten als nächstes, ob die Zugabe von Methionin aus der Nahrung zu Krebsbehandlungen bei Mäusen die Auswirkungen dieser Behandlungen verstärken könnte.

Bei Mäusen mit Tumoren, die von menschlichem Darmkrebs abstammen, konnten niedrige Dosen des DNA-schädigenden Chemotherapeutikums 5-Fluorouracil (5-FU) die Tumoren nicht schrumpfen. Als die Mäuse jedoch während der Behandlung mit 5-FU mit Methionin gefüttert wurden, schrumpften ihre Tumore. Stoffwechselanalysen ergaben, dass die Produktion von Molekülen, die zur Reparatur von DNA benötigt werden, die Methionin benötigt, wie erwartet verändert wurde.

Die Forscher testeten auch die Kombination von Methioninrestriktion und Strahlentherapie bei Mäusen, die für das Züchten von aggressiven Weichteilsarkomen entwickelt wurden . Die Kombination der methioninbeschränkten Diät plus Strahlentherapie verlangsamte das Tumorwachstum um etwa 50% im Vergleich zur Kombination einer normalen Diät plus Strahlung.

Mehr Wissen benötigt

In einem Proof-of-Concept-Follow-up-Experiment wurden sechs gesunde Erwachsene mittleren Alters angeworben, die sich 3 Wochen lang methioninarm ernährten. Die Diät enthielt ungefähr 80% weniger Methionin als eine durchschnittliche normale Diät. Protein wurde hauptsächlich durch ein methioninfreies Nahrungsergänzungsmittel geliefert. Die Diät beinhaltete auch Obst, Gemüse und raffinierte Körner, die von Natur aus wenig Methionin enthalten.

In der Humanstudie reduzierte die methioninarme Diät schnell die Menge der Aminosäure, die den Zellen der Teilnehmer zur Verfügung stand, und veränderte den Zellstoffwechsel, ähnlich wie die Forscher bei Mäusen beobachtet hatten, die eine methioninreduzierte Diät eingenommen hatten.

Methioninrestriktion "ist eine mögliche Strategie" zur Behandlung von Krebs, sagte Dr. Espey. "Es sind jedoch weitere Untersuchungen zur richtigen Dosierung und zum richtigen Zeitpunkt sowie zu der Menge an Einschränkungen erforderlich, die erforderlich sind, um die positiven Auswirkungen auf die Verbesserung der Krebstherapie im Vergleich zu den negativen Auswirkungen auf die normale Physiologie des Körpers auszugleichen."

Methionin werde unter anderem benötigt, um Nervenzellen und Muskelmasse zu erhalten. "So könnte es möglicherweise Nebenwirkungen von Methionin in der Ernährung [auf lange Sicht] beschränken."

"Wir können spekulieren, dass es alle Arten von interessanten Ernährungsinterventionen geben wird, die Krebs beeinflussen könnten, aber wir sind noch lange nicht in der Lage, diese diätetischen Interventionen wirklich zu verschreiben", fügte Dr. Locasale hinzu.

Bei anderen Krankheiten, bei denen bekanntermaßen der Stoffwechsel eine wichtige Rolle spielt, wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes, sind diätetische Eingriffe ein wichtiger Bestandteil der Behandlung, sagte Dr. Locasale.

"In den letzten 10 bis 15 Jahren haben wir erkannt, dass Krebs auch eine große Stoffwechselkomponente hat", fuhr er fort. "Krebszellen haben einen anderen Nährstoffbedarf und einen anderen Stoffwechselbedarf als normales Gewebe. Wir wissen jedoch kaum, wie die Ernährung den Bedarf beeinflussen kann. Wir fangen gerade erst an zu lernen. “

Quelle: National Cancer Institute

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