Dieta săracă în metionină arată rezultate promițătoare împotriva tumorilor cerebrale agresive
O observație neașteptată din laborator a condus o echipă de oameni de știință să descopere modul în care dieta poate influența supraviețuirea în modele animale de gliom, una dintre cele mai agresive și letale forme de cancer cerebral.
Oamenii de știință de la Baylor College of Medicine, Institutul de Cercetare Neurologică Duncan (Duncan NRI) de la Texas Children’s Hospital și instituții colaboratoare au raportat în Proceedings of the National Academy of Sciences cum limitarea unui singur nutrient, aminoacidul metionină, în dietă a destabilizat organizarea ADN-ului și a dus la moartea celulelor canceroase, precum și la creșterea supraviețuirii animalelor. Aceste descoperiri deschid noi posibilități pentru tratarea uneia dintre cele mai dificile forme de cancer cerebral.
„Celulele canceroase, inclusiv gliomele, depind adesea de metionină. Metionina este un aminoacid esențial, ceea ce înseamnă că organismul nu îl produce singur, ci trebuie consumat prin dietă. Celulele de gliom sunt neobișnuit de dependente de metionină pentru a alimenta creșterea rapidă și a controla activitatea genelor”, a declarat Dr. Benjamin Deneen, profesor și Dr. Russell J. și Marian K. Blattner Chair în Departamentul de Neurochirurgie și director al Centrului pentru Neuroștiința Cancerului, toate la Baylor.
„În studiul actual, am dorit să știm, dacă tumorile depind atât de mult de metionină, ce se întâmplă dacă reducem aprovizionarea?”, a spus Brittney Lozzi, studentă absolventă în laboratorul lui Deneen.
Pentru a răspunde la această întrebare, echipa a utilizat un model de șoarece cu gliom de grad înalt. Au hrănit un grup de șoareci cu o dietă normală care include metionină, în timp ce un alt grup a primit o dietă restricționată în metionină. Rezultatele au fost remarcabile. Șoarecii cu diete sărace în metionină au trăit mai mult și au avut tumori cu creștere mai lentă. Dar cum restricția de metionină încetinește creșterea tumorii?
„Priveam sub microscop celulele de gliom din șoarecii cu dietă restricționată în metionină când am observat că ADN-ul din tumori arăta diferit”, a spus Lozzi. „În loc să aibă organizarea compactă obișnuită, părea parțial desfăcut.”
Această observație neașteptată a sugerat că restricția de metionină afecta modul în care cromatina, structura prin care ADN-ul este compactat în nucleu, este organizată. Organizarea cromatinei este cunoscută pentru faptul că alterează activitatea genelor, schimbând care gene sunt activate sau dezactivate. În acest caz, modificările în expresia genelor au încetinit, în cele din urmă, creșterea tumorii și au dus la moartea celulelor canceroase, ceea ce a crescut supraviețuirea animalelor.
„Pentru a înțelege mai bine cum a avut loc această reorganizare a cromatinei, am analizat modul în care celulele păstrează de obicei organizarea cromatinei, ce proteine sunt implicate în acest proces”, a spus Lozzi. „Studii anterioare din laboratorul nostru și colegii au descoperit mai multe proteine de organizare a cromatinei asociate cu predispoziția la gliom familial. În acest studiu, ne-am concentrat asupra uneia dintre ele, Hp1bp3, care ajută în mod normal la menținerea organizării cromatinei.”
Hp1bp3 menține stabilitatea cromatinei prin suprimarea enzimelor, numite demetilaze de histone, care îndepărtează etichetele chimice metil care dezactivează genele. Fără aceste etichete, cromatina se desfășoară în moduri care favorizează creșterea cancerului.
„Știam că metionina este implicată în furnizarea grupurilor metil celulelor”, a spus Lozzi. „Ar putea Hp1bp3 și metionina să colaboreze pentru a regla care regiuni de ADN sunt marcate cu grupuri metil și care nu sunt?”
Când cercetătorii au eliminat sau redus Hp1bp3, tumorile au crescut mai repede, iar șoarecii au murit mai devreme. La nivel celular, pierderea Hp1bp3 a deschis și dezorganizat cromatina și a promovat creșterea tumorii. „Ne așteptam ca restricția de metionină la acești șoareci să ajute la controlul creșterii cancerului, dar rezultatele au fost surprinzătoare”, a declarat Lozzi.
Echipa a descoperit că tumorile care nu aveau Hp1bp3 deveneau mai sensibile la restricția de metionină. Când ambele condiții erau prezente – metionină scăzută și pierderea Hp1bp3 – creșterea tumorii a fost semnificativ redusă, iar supraviețuirea a fost îmbunătățită chiar mai mult decât se așteptau.
Cercetătorii propun că, fără Hp1bp3, cromatina este deja instabilă. Când metionina este, de asemenea, limitată, celulele se luptă să mențină modelele adecvate de metilare. Această combinație împinge celulele tumorale dincolo de capacitatea lor de a face față, ducând la stres crescut și moarte celulară, ceea ce crește supraviețuirea animalelor.
„Descoperirile dezvăluie o legătură între dietă, reglarea genelor și creșterea cancerului, care deschide noi posibilități pentru tratarea uneia dintre cele mai severe tumori cerebrale”, a declarat Deneen. „Este nevoie de mai multe cercetări pentru a determina dacă restricționarea metioninei sau a altor componente dietetice este sigură și eficientă ca parte a terapiilor pentru gliom.”
