Das „Keto“-Molekül könnte eines Tages Teil der Behandlung und Vorbeugung von Darmkrebs werden

Ein Molekül, das in der Leber als Reaktion auf kohlenhydratarme „ketogene“ Diäten produziert wird, hat eine starke Wirkung bei der Unterdrückung des Wachstums von kolorektalen Tumoren und kann laut einer neuen Studie von Forschern der Perelman School of zur Vorbeugung und Behandlung solcher Krebsarten nützlich sein Medizin an der University of Pennsylvania.

In der Studie, erschienen in Naturfanden Forscher zunächst heraus, dass Mäuse mit kohlenhydratarmer, fettreicher ketogener Ernährung eine bemerkenswerte Resistenz gegen die Entwicklung und das Wachstum von Darmtumoren aufweisen. Die Wissenschaftler führten diesen Effekt dann auf Beta-Hydroxybutyrat (BHB) zurück, ein kleines organisches Molekül, das in der Leber als Reaktion auf ketogene Diäten oder Hunger produziert wird.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieses natürliche Molekül, BHB, eines Tages zu einem Standardbestandteil der Darmkrebsbehandlung und -prävention werden könnte“, sagte Maayan Levy, PhD, Mitautor der Studie, Assistenzprofessor für Mikrobiologie an der Penn Medicine, dessen Labor mit dem zusammenarbeitete Labor von Christoph Thaiss, PhD, ebenfalls Assistenzprofessor für Mikrobiologie. Die Erstautorin der Studie war Oxana Dmitrieva-Posocco, PhD, eine Postdoktorandin in Levys Labor.

Darmkrebs ist eine der häufigsten Krebsarten und tötet jährlich mehr als 50.000 Amerikaner, was ihn zur dritthäufigsten Krebstodesursache des Landes macht. Alkoholkonsum, Fettleibigkeit, rotes Fleisch sowie ballaststoffarme und zuckerreiche Ernährung wurden alle mit einem erhöhten Darmkrebsrisiko in Verbindung gebracht.

In der Studie wollten Levy, Thaiss und ihre Teams mit Experimenten an Mäusen feststellen, ob verschiedene Arten der Ernährung die Entwicklung und das Wachstum von Darmkrebs hemmen könnten. Sie setzten sechs Gruppen von Mäusen auf Diäten mit unterschiedlichen Fett-zu-Kohlenhydrat-Verhältnissen und verwendeten dann eine chemische Standardtechnik, die normalerweise kolorektale Tumoren induziert.

Sie fanden heraus, dass die beiden ketogensten Diäten mit einem Fett-zu-Kohlenhydrat-Verhältnis von 90 Prozent; der eine verwendete Schmalz (Schweinefett), der andere Crisco (hauptsächlich Sojaöl) -; verhinderte die Entwicklung von kolorektalen Tumoren bei den meisten Tieren mit diesen Diäten. Im Gegensatz dazu entwickelten alle Tiere mit anderen Diäten, einschließlich fettarmer, kohlenhydratreicher Diäten, Tumore. Selbst als die Forscher die Mäuse mit diesen Diäten begannen, nachdem die kolorektalen Tumore zu wachsen begonnen hatten, zeigten die Diäten einen “Behandlungseffekt”, indem sie das weitere Tumorwachstum und die Proliferation deutlich verlangsamten.

In anschließenden Experimenten stellten die Wissenschaftler fest, dass diese Tumorunterdrückung mit einer langsameren Produktion neuer Epithelzellen, die den Dickdarm auskleiden, durch Stammzellen verbunden ist. Letztendlich führten sie diese Wachstumsverlangsamung der Darmzellen auf BHB- zurück; normalerweise von der Leber als Teil einer „Hungerreaktion“ produziert und in diesem Fall durch die kohlenhydratarme Ketodiät ausgelöst.

BHB ist dafür bekannt, dass es als alternative Brennstoffquelle für Schlüsselorgane unter Low-Carb-Bedingungen fungiert. Die Forscher zeigten jedoch, dass es nicht nur eine Brennstoffquelle ist, sondern auch ein starkes wachstumsverlangsamendes Signal, zumindest für Darmzellen. Sie konnten die tumorunterdrückenden Wirkungen der Keto-Diät reproduzieren, indem sie den Mäusen einfach BHB gaben, entweder in ihrem Wasser oder über eine Infusion, die die natürliche Sekretion des Moleküls durch die Leber nachahmte.

Das Team zeigte, dass BHB seine das Wachstum von Darmzellen verlangsamende Wirkung ausübt, indem es einen Oberflächenrezeptor namens Hcar2 aktiviert. Dies wiederum stimuliert die Expression eines wachstumshemmenden Gens, Hopx.

Experimente mit Darmzellen von Menschen lieferten den Beweis, dass BHB über die menschlichen Versionen von Hcar2 und Hcar2 die gleiche wachstumsverlangsamende Wirkung auf diese Zellen hat Hopx. Kolorektale Tumorzellen, die diese beiden Gene nicht exprimieren, reagierten nicht auf die BHB-Behandlung, was ihre Nützlichkeit als mögliche Prädiktoren für die Behandlungseffizienz nahe legt.

Klinische Studien zur BHB-Ergänzung sind erforderlich, bevor eine Empfehlung zur Verwendung zur Vorbeugung oder Behandlung abgegeben werden kann.

Christoph Thaiss, PhD, Assistenzprofessor für Mikrobiologie

Die Forscher richten jetzt eine solche klinische Studie mit BHB- ein; das als Nahrungsergänzungsmittel weit verbreitet ist; bei Darmkrebspatienten. Sie untersuchen auch weiterhin die potenziellen Antikrebswirkungen von BHB in anderen Teilen des Körpers und untersuchen die Wirkungen anderer Moleküle, die unter ketogenen Bedingungen produziert werden.

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Dmitrieva-Posocco, O., et al. (2022) Beta-Hydroxybutyrat unterdrückt Darmkrebs. Natur. doi.org/10.1038/s41586-022-04649-6.

.

Leave a Reply

Your email address will not be published.