Thay đổi chế độ ăn uống có thể làm tăng khả năng điều trị cho căn bệnh ung thư não chết người glioblastoma, một nghiên cứu mới đề xuất. Các nhà nghiên cứu tin rằng việc này khai thác điểm yếu trao đổi chất chính của tế bào ung thư, và kết quả thí nghiệm trên chuột cho thấy phương pháp này, khi kết hợp với liệu pháp hóa xạ trị, có thể kéo dài sự sống.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra một cách độc đáo mà ung thư não glioblastoma phụ thuộc vào serine, một loại axit amin. (Nguồn hình ảnh: DR P. MARAZZI/SCIENCE PHOTO LIBRARY qua Getty Images)
Một thay đổi trong chế độ ăn uống có thể làm cho căn bệnh ung thư não chết người glioblastoma trở nên dễ điều trị hơn đối với các liệu pháp ung thư, theo một nghiên cứu mới.
Nhóm nghiên cứu đằng sau công trình này tin rằng thay đổi chế độ ăn uống này khai thác được điểm yếu chính trong quá trình trao đổi chất của tế bào ung thư, và công trình của họ đã chứng minh rằng phương pháp này có thể kéo dài sự sống cho chuột khi được sử dụng kết hợp với liệu pháp hóa xạ trị.
Nghiên cứu, được công bố vào ngày 3 tháng 9 trong Tạp chí Nature, gợi ý rằng việc hiểu sâu hơn về cách các tế bào khối u điều chỉnh trao đổi chất của chúng trong việc phát triển không kiểm soát có thể mở ra cơ hội điều trị cho căn bệnh ung thư vô cùng nguy hiểm này.
Tế bào khỏe mạnh trong não cần năng lượng để duy trì danh sách dài các chức năng của họ, như tín hiệu điện và giải phóng các chất truyền tin hóa học. Các tế bào ung thư loại bỏ những quá trình bình thường này khi chúng tái cấu trúc để trở thành “các tế bào chia nhau chuyên nghiệp”, theo lời của tác giả đồng nghiên cứu Costas Lyssiotis, giáo sư về ung thư học tại Đại học Michigan.
Những thay đổi này rất quan trọng đối với các nhà nghiên cứu ung thư bởi chúng có thể giúp liệu pháp phân biệt được giữa tế bào khỏe mạnh và khối u, làm cho liệu pháp trở nên chính xác hơn.
“Điều thực sự làm nên nghệ thuật của việc cung cấp liệu pháp là làm sao bạn tiêu diệt ung thư nhiều hơn so với việc tiêu diệt các tế bào bình thường”, Lyssiotis chia sẻ với Live Science.
Công trình nghiên cứu, được điều phối bởi bác sĩ ung thư học của Đại học Michigan, Dr. Dan Wahl, đã đánh giá cách glioblastoma làm méo mó metabolism của nó cả trong não của con người và động vật. Nghiên cứu này đã kết hợp một cách tham vọng giữa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thực hành lâm sàng bằng cách sử dụng một số dữ liệu từ mô não được lấy từ bệnh nhân trong quá trình phẫu thuật ung thư. Nghiên cứu này đòi hỏi sự hợp tác của các chuyên gia trong lĩnh vực phẫu thuật não của người và chuột, đường dẫn trao đổi chất, và phân tích phân tử.
Quy trình bắt đầu trong những giờ trước phẫu thuật. Các bệnh nhân nhận được một sự truyền glucose, đã được đánh dấu để có thể phát hiện bằng các kỹ thuật phân tích phân tử. Glucose chảy qua dòng máu của họ, vào cả tế bào khỏe mạnh và tế bào khối u của họ.
Một phương pháp thông thường trong phẫu thuật glioblastoma là loại bỏ khối u và một số mô não xung quanh để giảm thiểu rủi ro ung thư phát triển trở lại nhanh chóng. Nhóm nghiên cứu đã lấy mẫu máu mỗi 30 phút trong suốt quá trình phẫu thuật và sau đó nhanh chóng đông lạnh khối u và mô khỏe mạnh đã cắt bỏ để phân tích.
Những tế bào đã được loại bỏ này đã chuyển hóa glucose. Các nhà nghiên cứu theo dõi con đường của các phân tử qua các tế bào. Cùng với thí nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu đã có cái nhìn rõ ràng vào những gì các tế bào khối u đang làm khác đi khi chúng tiêu thụ đường.
Các tế bào khỏe mạnh chuyển hóa glucose cho các quá trình tế bào như hô hấp, trong đó đường và oxy được chuyển hóa thành nhiên liệu cho tế bào. Những tế bào này cũng chuyển hóa glucose thành một loại axit amin gọi là serine, một thành phần quan trọng cho các phân tử dẫn truyền thần kinh.
Ngược lại, các tế bào khối u đã bỏ qua những quá trình này. Thay vào đó, các tế bào ung thư hướng glucose vào sản xuất nucleotide – các khối xây dựng của DNA. Những phân tử này là nguồn nhiên liệu quan trọng cho việc nhân bản không ngừng của các tế bào khối u.
Liệu pháp hóa xạ trị tấn công ung thư bằng cách phá hủy DNA của nó, nhưng việc chuyển hướng này cung cấp cho các tế bào ung thư một nguồn cung cấp nucleotide ổn định để sửa chữa thiệt hại. Nghiên cứu cho thấy các tế bào khối u cũng thu gom serine từ các mô xung quanh để thúc đẩy sự phát triển của chúng.
Ở đây, Wahl và nhóm của ông đã thấy một cơ hội. Họ đã đặt chuột đã được cấy ghép tế bào ung thư người vào một chế độ ăn giảm mạnh lượng serine trong khẩu phần ăn. Lyssiotis gợi ý, điều này có thể được tái tạo ở bệnh nhân ung thư người bằng chế độ ăn ít protein được bổ sung bằng sinh tố protein không chứa serine.
Khi cắt giảm lượng serine có sẵn cho các tế bào khối u, nó buộc ung thư phải chuyển hướng quá trình chuyển hóa glucose của mình trở lại vào sản xuất serine. Điều này, đổi lại, làm giảm tổng hợp nucleotide của chúng và làm cho các tế bào dễ bị tổn thương hơn trước liệu pháp hóa xạ trị. Chuột được điều trị bằng sự kết hợp này sống lâu hơn so với chuột chỉ được điều trị bằng hóa xạ trị.
Lyssiotis giải thích rằng điểm yếu này có thể sẽ hiệu quả trong một thời gian có hạn, vì các tế bào glioblastoma có thể thích nghi metabolism của chúng một cách tài tình.
Ngoài ra, một số tế bào khối u dường như ít phụ thuộc vào serine được thu gom hơn so với những tế bào khác. “Nếu bạn có thể đạt được điểm mấu chốt, bạn cắt giảm serine, và bạn áp dụng các liệu pháp, bạn có thể tấn công chúng trước khi chúng tìm ra cách khắc phục,” ông đề xuất.
Wahl đã bắt đầu công việc về một nghiên cứu lâm sàng tiếp theo để hỗ trợ kết quả này ở chuột với dữ liệu từ bệnh nhân ung thư người.
“Chúng tôi hy vọng sẽ mang điều này đến với bệnh nhân của mình vào cuối năm nay hoặc đầu năm sau”, ông nói. Công việc đó cũng sẽ liên quan đến thách thức và sự phối hợp. “Trải qua điều trị ung thư là điều khó khăn. Chúng tôi yêu cầu bệnh nhân đến xạ trị mỗi ngày, uống thuốc hóa trị. Tôi nghĩ việc yêu cầu ai đó cũng tuân theo một chế độ ăn được quy định có thể sẽ phức tạp”, ông thêm vào.
Nhưng nghiên cứu hiện tại đã cung cấp thông tin quý giá sẽ thông báo cho công việc lâm sàng trong tương lai. “Một điều chúng tôi phấn khích là phương pháp đánh dấu isotope này [theo dõi glucose được đánh dấu] có thể cho chúng tôi biết những khối u nào đang sản xuất serine từ glucose và những khối u nào đang lấy serine từ môi trường xung quanh”, Wahl nói.
Lyssiotis lưu ý, phân tích chuyển hóa tiên phong trong bài báo đã xác định thêm các thay đổi chế độ ăn có thể được khám phá trong công việc tương lai. Sự thay đổi liên quan đến serine là dễ thực hiện nhất, ít nhất là vào lúc này. “Chúng tôi nghĩ rằng đó chỉ là phần nổi của tảng băng”, ông nói.
