Lỗi chế độ ăn uống trong liệu pháp điều trị ung thư

Một nghiên cứu của Ludwig Cancer Research đã phát hiện ra mối liên hệ đáng ngạc nhiên giữa chế độ ăn uống, vi khuẩn đường ruột và hiệu quả của liệu pháp điều trị ung thư.

Dưới sự chỉ đạo của Asael Roichman đến từ Ludwig Princeton và Giám đốc chi nhánh Joshua Rabinowitz, nghiên cứu này có thể giúp giải thích lý do tại sao các loại thuốc được gọi là chất ức chế PI3 kinase (PI3K) - có tác dụng phá vỡ con đường truyền tín hiệu sinh hóa hoạt động bất thường thúc đẩy sự phát triển của tế bào ung thư - lại không mang lại hiệu quả kiểm soát ung thư lâu dài và nhất quán ở những bệnh nhân có khối u rắn.

"Nhiều loại thuốc điều trị ung thư không có tác dụng như nhau đối với tất cả bệnh nhân và một khả năng mới nổi là chế độ ăn uống đóng vai trò trong sự thay đổi này", Rabinowitz cho biết. "Chúng tôi phát hiện ra trong nghiên cứu này rằng chế độ ăn uống thực sự có thể thay đổi kết quả điều trị ung thư trong các mô hình tiền lâm sàng và có thể làm như vậy theo cách không ngờ tới, không liên quan đến tác dụng dinh dưỡng tức thời của nó. Hóa ra là một số phân tử nhỏ trong thực phẩm có nguồn gốc thực vật được vi khuẩn đường ruột cộng sinh chuyển hóa ở chuột thành các hợp chất kích hoạt gan để loại bỏ chất ức chế PI3K nhanh hơn, làm giảm hiệu quả của thuốc".

"Trong khi chúng tôi tập trung vào nghiên cứu này về chất ức chế PI3K, các enzyme gan tham gia vào quá trình thanh lọc các loại thuốc này cũng phá vỡ nhiều loại thuốc khác", Roichman, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Rabinowitz và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết thêm. "Điều này cho thấy những phát hiện của chúng tôi có thể liên quan đến nhiều loại thuốc được sử dụng để điều trị ung thư và các bệnh khác".

Nghiên cứu được báo cáo trong ấn bản hiện tại của tạp chí Cell , bắt đầu với một kết quả đáng ngạc nhiên thu được từ một thí nghiệm kiểm tra sự tương tác giữa chế độ ăn uống và liệu pháp điều trị ung thư từ một góc độ hoàn toàn khác.

Phòng thí nghiệm Rabinowitz và các phòng thí nghiệm khác đã chỉ ra rằng chế độ ăn ketogenic làm tăng đáng kể phản ứng với thuốc điều trị ung thư ở các mô hình chuột tiền lâm sàng mắc ung thư. Các chế độ ăn như vậy giàu chất béo và rất ít carbohydrate như tinh bột và đường, và việc tăng cường phản ứng điều trị của chúng được cho là có liên quan đến xu hướng làm giảm lượng insulin và lượng đường trong máu. Do đó, các nhà nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi những con chuột được cho ăn một số chế độ ăn nhiều carbohydrate -- vốn sẽ làm tăng lượng đường trong máu và tăng đột biến sản xuất insulin -- phản ứng tốt với chất ức chế PI3K trong thí nghiệm của họ.

Khi đào sâu vào kết quả bất ngờ này, họ phát hiện ra rằng việc tăng cường phản ứng với chất ức chế PI3K của chế độ ăn keto không liên quan nhiều đến carbohydrate, chất béo, lượng đường trong máu hoặc insulin. Thay vào đó, các thí nghiệm cho thấy yếu tố quyết định chính là độ phức tạp về mặt phân tử của chế độ ăn -- liệu nó có được tạo thành từ 'thực phẩm nguyên chất' hay thực phẩm đã qua chế biến nhiều.

Thức ăn ketogenic mà chuột tiêu thụ trong các nghiên cứu tiền lâm sàng là một công thức chế biến cao thiếu hỗn hợp phức tạp của các hóa chất có nguồn gốc từ thực vật (phytochemical), đặc biệt là từ các loại đậu và đậu nành, có trong thức ăn tiêu chuẩn. Hóa ra là vi khuẩn đường ruột phân hủy các phytochemical, cụ thể là soyasaponin có nguồn gốc từ đậu nành, thành các phân tử kích thích biểu hiện của một loại enzyme gan giải độc, cytochrome P450.

Các thí nghiệm cho thấy rằng việc tăng sản xuất các enzyme gan này ở chuột ăn thức ăn nhanh dẫn đến việc thanh thải nhanh các chất ức chế PI3K, làm giảm hiệu quả chống ung thư của chế độ ăn. Phù hợp với những phát hiện này, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng chế độ ăn nhiều carbohydrate nhưng ít chất phytochemical -- cũng như thuốc kháng sinh ức chế hệ vi sinh vật đường ruột -- làm tăng hoạt động của chất ức chế PI3K ở chuột.

"Những phát hiện này cho thấy một số chế độ ăn dựa trên thực vật, thông qua tương tác của chúng với vi khuẩn đường ruột, có thể làm giảm sự tiếp xúc với thuốc điều trị ung thư bằng cách tăng cường hệ thống thanh thải thuốc của cơ thể", Roichman cho biết. "Mặc dù các phân tử cụ thể có tác động như vậy có thể khác nhau ở con người, nhưng nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh chế độ ăn uống và hệ vi sinh vật là những yếu tố chính có thể định hình cách thuốc điều trị ung thư hoạt động trong cơ thể".

Hơn nữa, những phát hiện này mở ra cơ hội để phát triển các chiến lược mới cho liệu pháp điều trị ung thư có tính đến các yếu tố như chế độ ăn uống của bệnh nhân, thành phần hệ vi sinh vật và việc sử dụng kháng sinh gần đây, làm thay đổi hệ sinh thái của vi khuẩn cộng sinh. Được thông báo bởi các nghiên cứu bổ sung, các chiến lược như vậy có thể bao gồm phân tích hệ vi sinh vật của bệnh nhân và kê đơn thay đổi chế độ ăn uống và can thiệp dược phẩm để điều chỉnh quá trình chuyển hóa của liệu pháp điều trị ung thư.

Ngoài chức vụ Giám đốc Chi nhánh Princeton của Viện nghiên cứu ung thư Ludwig, Rabinowitz còn là Giáo sư tại Khoa Hóa học & Viện Lewis-Sigler về Di truyền học tích hợp và Thành viên của Viện Ung thư Rutgers.

Nguồn Viện nghiên cứu ung thư Ludwig