Согласно новому исследованию на мышах, проведенному исследователями из Мемориального онкологического центра Слоана-Кеттеринга (MSK), периоды голодания перепрограммируют естественные клетки-киллеры иммунной системы, чтобы лучше бороться с раком.

Голодание и другие диетические режимы все чаще исследуются как способы лишить раковые клетки питательных веществ, необходимых им для роста, и сделать лечение рака более эффективным.

Теперь группа исследователей из Института Слоана Кеттеринга MSK и их коллеги впервые показали, что голодание может перепрограммировать метаболизм естественных клеток-киллеров , помогая им выживать в суровых условиях внутри и вокруг опухолей, а также улучшая их способность бороться с раком. способность. Исследование, проведенное научным сотрудником Ребеккой Дельконте, доктором философии, было опубликовано 14 июня в журнале Immunity.

Полученные результаты могут помочь объяснить один из механизмов, с помощью которых голодание может помочь организму защититься от рака, а также в более общем плане уменьшить количество жира и улучшить обмен веществ. И хотя необходимы дополнительные исследования, результаты также показывают, что голодание может быть стратегией улучшения иммунных реакций и повышения эффективности иммунотерапии, отмечают авторы исследования.

«Опухоли очень голодны», — говорит иммунолог Джозеф Сан, доктор философии, старший автор исследования. «Они поглощают необходимые питательные вещества , создавая враждебную среду, часто богатую липидами, которые губительны для большинства иммунных клеток. Здесь мы показываем, что голодание перепрограммирует эти естественные клетки-киллеры, чтобы они лучше выживали в этой подавляющей среде».

Что такое естественные клетки-киллеры?

Естественные клетки-киллеры, или сокращенно NK-клетки, представляют собой тип лейкоцитов, которые могут убивать аномальные или поврежденные клетки, такие как раковые клетки или клетки, инфицированные вирусом. Они получили свое название потому, что могут уничтожить угрозу, даже не сталкиваясь с ней раньше — в отличие от Т-клеток, которым требуется предварительное воздействие на конкретного врага, чтобы вызвать целенаправленный ответ.

В целом, чем больше NK-клеток присутствует в опухоли, тем лучше прогноз для пациента.

В ходе исследования мышам, больным раком, отказывали в еде в течение 24 часов два раза в неделю, а затем разрешали свободно есть между голоданиями. Авторы отмечают, что такой подход не позволил мышам в целом похудеть.

Но эти периоды голодания оказали глубокое влияние на NK-клетки.

Как и у людей, у мышей наблюдалось снижение уровня глюкозы и повышение содержания свободных жирных кислот — липидов, выделяемых жировыми клетками, которые могут служить альтернативным источником энергии при отсутствии других питательных веществ, говорит доктор Дельконте.

«Во время каждого из этих циклов голодания NK-клетки научились использовать эти жирные кислоты в качестве альтернативного источника топлива вместо глюкозы», — говорит она. «Это действительно оптимизирует их противораковую реакцию, поскольку микроокружение опухоли содержит высокую концентрацию липидов, и теперь они могут проникать в опухоль и лучше выживать благодаря такой метаболической тренировке».

Голодание перепрограммирует NK-клетки

Исследователи заметили, что голодание также привело к перераспределению NK-клеток в организме.

Многие из NK-клеток попали в костный мозг, где благодаря голоданию подверглись воздействию высоких уровней ключевого сигнального белка под названием интерлейкин-12. Это заставило NK-клетки производить больше гамма-интерферона — цитокина, который играет важную роль в противоопухолевых реакциях.

Тем временем NK-клетки в селезенке подвергались отдельному перепрограммированию, что позволило им лучше использовать липиды в качестве источника топлива.

«Объединив оба этих механизма, мы обнаруживаем, что NK-клетки заранее подготовлены к выработке большего количества цитокинов в опухоли», — говорит доктор Дельконте. «А благодаря метаболическому перепрограммированию они становятся более способными выживать в среде опухоли и обладают улучшенными противораковыми свойствами».

Пока неясно, существуют ли две отдельные популяции NK-клеток, которые обучаются по-разному в разных частях тела, или же клетки в конечном итоге проходят через оба участка в течение своего недельного жизненного цикла.

«Это вопрос на миллион долларов», — говорит доктор Сан. «И тот, на который мы только начали отвечать, используя методы маркировки клеток, которые мы использовали в этом исследовании».

Хотя образцы человеческого костного мозга в рамках проекта не изучались, исследователи отмечают, что образцы крови больных раком показывают, что голодание вызывает сокращение свободно циркулирующих NK-клеток у людей, так же, как они наблюдали у мышей.

Потенциал улучшения лечения рака

По словам исследователей, существует несколько потенциальных возможностей для продвижения исследований на мышиных моделях в клинику. Во-первых, уже начинаются клинические испытания по изучению безопасности и эффективности голодания в сочетании со стандартными существующими методами лечения.

Другим путем может стать поиск лекарств, которые могли бы воздействовать на основные механизмы, не требуя от пациентов голодания. В-третьих, NK-клетки можно будет переводить в состояние голодания вне организма, а затем вводить для улучшения эффекта лечения.

Однако в настоящее время все еще необходимы дополнительные клинические данные о влиянии голодания на людей, больных раком, говорит Нил Айенгар, доктор медицинских наук, онколог-онколог MSK и ведущий исследователь диеты, обмена веществ и рака, который не принимал непосредственного участия в исследовании. изучать.

«Существует много разных типов голодания, и некоторые из них могут быть полезны, а другие могут быть вредными», — говорит он. «Пациенты должны поговорить со своими врачами о том, что безопасно и полезно для их индивидуальной ситуации».