ROZDZIAŁ 1
RAK - GENY CZY METABOLIZM?
Wszystko brzmiało wspaniale, przynajmniej w teorii. Międzynarodowy projekt poznania ludzkiego genomu odniósł wspaniały sukces, pozwalając nam lepiej zrozumieć nasze genetyczne korzenie. Tak więc w 2006 roku Stany Zjednoczone podjęły się kolejnego zadania pod nazwą The Cancer Genome Atlas (TCGA) w nadziei na zbliżenie nas do opracowania leku na raka. Pomimo początkowego podniecenia i atmosfery oczekiwania na przełom, próby rozpracowania tej strasznej choroby nie powiodły się, a onkolodzy wciąż prowadzą "walkę" z chorobami nowotworowymi, zamiast je leczyć. Walka ta ciągle ma swoją cenę - nie chodzi tu wyłącznie o pieniądze, ale przede wszystkim o utracone życie.
Do roku 2015 na projekt TCGA przeznaczono 375 milionów dolarów, udało się odczytać strukturę DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego, czyli genetycznych instrukcji danej komórki) 10 tysięcy nowotworów i zidentyfikowano 10 milionów mutacji. W czasopiśmie "Nature" autorka książek naukowych Heidi Ledford zamieściła ważny artykuł, w którym napisała:
Problemem jest złożoność uzyskanych informacji. Mimo że kilka "instrukcji" wyróżnia się jako prawdopodobne przyczyny powstawania nowotworów, większość mutacji tworzy niezrozumiałe genetyczne osobliwości, więc trudno wymienić jakiekolwiek cechy wspólne różnych komórek nowotworowych. Badania leków skupiających się na wspomnianych instrukcjach ujawniły kolejny problem: rak zazwyczaj szybko uodparnia się na leczenie, aktywując inne geny w celu obejścia procesów blokowanych przez daną terapię1.
WOJNA Z RAKIEM
"Wojna z rakiem", podobnie jak amerykańska wojna secesyjna, ciągnie się zbyt długo i niesie ze sobą zbyt wiele strat w ludziach. W jaki sposób możemy zwyciężyć? Obecnie konwencjonalna opieka zdrowotna koncentruje się na pomniejszych bitwach, ale w ten sposób nie wygramy wojny. Czy powinniśmy dalej napierać, nawet kiedy się okaże, że ktoś przechytrzył nas na jednym z frontów? Czy nie lepiej opracować nową strategię?
Tutaj ponownie wchodzi do gry epigenetyka wraz z losowymi mutacjami, które tak często pojawiają się w szlakach sygnałowych będących na celowniku nowotworu. Te dwa zjawiska łącznie przechylają niestety szalę na korzyść postępu choroby. Pomimo tego ponurego scenariusza międzynarodowe konsorcjum powstałe na bazie projektu TCGA w dalszym ciągu zajmuje się opracowywaniem nowych leków oraz ich kombinacji. Leki te mają w jakiś sposób trafić w tych 10 milionów mutacji (są to dane szacunkowe, które mogą się okazać jedynie czubkiem góry lodowej). Czy dalsze utrzymywanie strategii walki ze zdolnością nowotworów do tworzenia dowolnych mutacji ma sens? Jakie mamy dowody na to, że rak jest chorobą genetyczną? Naturalnie wiadomo, że to mutacje genetyczne pobudzają rozwój tej choroby, ale czy podczas szukania leku skierowanego wyłącznie przeciwko mutacjom nie przeoczyliśmy czasem o wiele prostszego rozwiązania? A może odpowiedź tkwi w metabolizmie komórek? Innymi słowy: czy istnieje alternatywne wyjaśnienie charakterystycznych cech nowotworów?
Charakterystyczne cechy nowotworów
W 2000 roku biolodzy Douglas Hanahan i Robert Weinberg opublikowali pracę, w której wyszczególnili sześć cech typowych większości nowotworów2. Oto one:
? zdolność samodzielnego dostarczania sobie sygnałów wzrostu (komórki nowotworowe same kontrolują własne tempo rozwoju), ? niewrażliwość na sygnały hamujące (komórki nie reagują na sygnały blokujące ich rozwój), ? umiejętność unikania apoptozy (komórki nowotworowe unikają "samobójstwa komórkowego", cechy typowej dla zwykłych komórek), ? nieograniczony potencjał podziału (bez komentarza), ? podtrzymywanie angiogenezy (komórki nowotworowe pobudzają rozwój nowych naczyń krwionośnych niezbędnych do utrzymania ich przy życiu), ? możliwość zajmowania nowych obszarów i tworzenia przerzutów (komórki nowotworowe mogą rozprzestrzeniać się i przemieszczać z pierwotnego miejsca rozwoju guza).
Po kolejnej dekadzie badań autorzy zasugerowali uzupełnienie listy o dodatkowe, prowadzące do rozwoju i postępu choroby nowotworowej cechy komórek i ich otoczenia:3
? rozregulowanie szlaków metabolicznych (zakłócona sygnalizacja komórkowa), ? omijanie układu odpornościowego (dzięki pomocy mutacji, które dezaktywują wyszukiwanie anomalii), ? niestabilność genomu (umiejętność mutowania), ? stany zapalne (w mikrośrodowisku nowotworu).
W 2005 roku wiodącymi badaczami w dziedzinie zgłębiania innych charakterystycznych cech większości nowotworów byli biolodzy dr Thomas Seyfried oraz Purna Mukherjee. Chcąc wyprodukować energię, nowotwory fermentują glukozę w cytoplazmie, chociaż dysponują wystarczającą ilością tlenu, aby wygenerować energię przy pomocy bardziej wydajnego procesu mitochondrialnego. Ta konkretna cecha raka znana jest jako "efekt Warburga" (nazwana tak na cześć niemieckiego biochemika Ottona Warburga). W opublikowanej w czasopiśmie "Nutrition and Metabolism" pracy naukowej doktorzy Seyfried i Mukherjee prezentują dowody na poparcie teorii Warburga, zgodnie z którą nowotwór jest następstwem uszkodzenia mitochondriów. Autorzy opisują też mechanizmy, za pomocą których reaktywne formy tlenu (ROS) pochodzące z uszkodzonego procesu oddychania mogą wywoływać mutacje w jądrze komórkowym. Mówiąc prościej, nieefektywny metabolizm komórkowy kompensowany jest przez zwiększenie fermentacji glukozy, a to z kolei zmienia normalne komórki w nowotworowe4. W takim układzie łatwo zrozumieć, że rak to choroba metabolizmu mitochondriów.
Teoria metabolicznego podłoża chorób nowotworowych
Każda praca i dyskusja na temat metabolicznych przyczyn powstawania nowotworów rozpoczyna się od opisu zjawiska zwanego efektem Warburga. Jest to klucz do zrozumienia naukowych podstaw diety ketogenicznej. Przyjrzyjmy się bliżej temu zjawisku. Przypuszczalnie wszyscy wiemy, jak działa fermentacja. To proces, dzięki któremu na przykład kapusta czy mleko zmieniają się w produkty bardziej przyjazne dla naszego układu trawiennego, takie jak kiszona kapusta czy jogurt. Zainicjowanie fermentacji jest stosunkowo proste. Wprowadzamy starterową kulturę bakterii, przykrywamy naczynie, aby zapobiec skażeniom, zapewniamy odpowiednio wysoką temperaturę i gotowe. Nakarmiliśmy właśnie bakterie cukrem znajdującym się w produktach spożywczych, dzięki czemu mikroorganizmy mogły ulec rozmnożeniu. Wraz z rozwojem kolonii bakterii obecny w pożywieniu cukier szybko ulega fermentacji.
DR OTTO WARBURG, LAUREAT NAGRODY NOBLA
Otto Warburg był cenionym niemieckim biochemikiem działającym na początku XX wieku. Interesował się zwłaszcza metabolizmem komórek rakowych. Warburg zaobserwował, że zwiększają one tempo fermentacji glukozy nawet w obecności tlenu. W prowadzonej ze mną korespondencji elektronicznej (marzec 2017) dr Seyfried podsumował to tymi słowami:
Teoria Warburga bazowała na odkryciu, że wszystkie komórki rakowe cechują się defektem polegającym na niemożności wykorzystywania tlenu do pozyskiwania energii za pomocą oddychania mitochondrialnego. W rezultacie komórki rakowe bazują w większym stopniu na fermentacji, aby zrekompensować defekt. Bazowanie na fermentacji w celu zdobycia energii, nawet w obecności pewnej ilości tlenu, określano później mianem efektu Warburga.
Ta fundamentalna zmiana metabolizmu w komórkach rakowych (czyli "hipoteza Warburga") stała się podstawą teorii opracowanej przez dr. Seyfrieda. Według niego rak jest przede wszystkim zaburzeniem metabolizmu mitochondriów. Można z nim walczyć poprzez ograniczenie zapasu paliwa ulegającego fermentacji.
Fermentacja to prymitywny proces zaspokajający zapotrzebowanie bakterii na energię. U ludzi proces ten zazwyczaj nie ma wielkiego wpływu na produkcję energii. Jak jednak zaobserwował Warburg, komórki nowotworowe zachowują się inaczej niż normalne: stają się coraz bardziej uzależnione od fermentacji glukozy w cytoplazmie. To odróżnia je od zdrowych komórek, które produkują większość energii w wysoce wyspecjalizowanych organellach zwanych mitochondriami. Ta zmiana roli glukozy w komórce może być pierwszym sygnałem, że dzieje się w niej coś bardzo niedobrego. Jeżeli komórka przetrwa i rozmnoży się, tworząc grupę niewłaściwie funkcjonujących komórek zdolnych obejść zabezpieczenia układu odpornościowego, mamy do czynienia z nowotworem złośliwym.
Gdy guz rośnie, ogranicza przepływ krwi zawierającej tlen i inne cenne substancje odżywcze. Zdolność komórki rakowej do fermentowania glukozy pozwala jej przetrwać i rozwijać się w środowisku hipoksycznym (niskotlenowym). Ten stan obniżonej zawartości tlenu zmienia metabolizm komórek, wspiera proces ich namnażania się, zwiększa inwazyjność nowotworu i pobudza rozwój nowych naczyń krwionośnych (zjawisko to zwie się angiogenezą) doprowadzających substancje odżywcze do guza. Głównym produktem ubocznym procesu fermentacji jest kwas mlekowy. Jest on toksyczny, więc zostaje szybko przetoczony do mikrośrodowiska, czyli obszaru bezpośrednio przylegającego do komórek. Nowotwór dobrze rozwija się w zakwaszonym i zaognionym środowisku, a choroba szybko postępuje.
Co więcej, rozregulowany metabolizm w komórkach rakowych prowadzi do produkcji o wiele większej ilości reaktywnych form tlenu, które z kolei jeszcze bardziej uszkadzają już nieodpowiednio funkcjonujące mitochondria i dodatkowo zakłócają pracę komórek oraz przyspieszają rozwój choroby (taka sytuacja ma miejsce nie tylko w przypadku nowotworów, ale także wielu innych chorób).
To, że chore komórki skupiają się na bardziej prymitywnym procesie zdobywania paliwa, nie miałoby sensu, gdyby nie fakt, że fermentują one bardzo duże ilości glukozy, o wiele większe niż w przypadku zdrowych komórek. Tempo glikolizy w komórkach rakowych jest zwykle od 10 do 15 razy wyższe niż w przypadku normalnych komórek. Żeby coś takiego mogło funkcjonować, komórki rakowe potrzebują sposobu na dostarczenie większych ilości glukozy do komórek. Osiągają ten cel poprzez zwiększanie ilości transporterów glukozy i receptorów insuliny na powierzchni komórki. Pamiętaj o tym następnym razem, gdy usłyszysz o nowotworach pochłaniających glukozę.
Warto pamiętać, że Warburg zidentyfikował ten proces na początku XX wieku. W gruncie rzeczy jego obserwacje stanowiły narodziny teorii dotyczącej metabolicznego podłoża chorób nowotworowych i przez jakiś czas badacze przyglądali się temu zagadnieniu. Jednak w latach 50. James Watson i Francis Crick odkryli podwójną helisę DNA, co osłabiło entuzjazm wobec teorii Warburga. Odkrycie w latach 70. mutacji w genomie komórek rakowych sprawiło, że ogromna większość zainteresowanych skłoniła się ku przekonaniu o genetycznych przyczynach raka.
Zmiana postrzegania natury nowotworów skupiła uwagę badaczy na identyfikowaniu tych mutacji DNA, które miały związek z inicjowaniem i rozwojem choroby. Jak wynika ze współczesnych materiałów prasowych, środowisko medyczne i naukowe wciąż wydaje się oczarowane wizją opracowania leków wycelowanych w konkretne mutacje. Podobne nastawienie cechuje opinię publiczną. Któż z nas nie chciałby leku na raka w postaci pigułki? Jednak dziesięciolecia badań i miliardy dolarów poświęcone na ten cel nie przyniosły oczekiwanych rezultatów. Innymi słowy, prawdziwi ludzie chorujący na prawdziwe choroby nowotworowe wciąż umierają.
Na szczęście nie wszyscy całkowicie poddali się przekonaniu, że przyczyną raka są geny. Niektórzy błyskotliwi i utalentowani badacze od dawna pracują nad zmianą paradygmatu. Jeżeli chcesz dowiedzieć się więcej na temat ich odkryć i wysiłków, polecam książkę Travisa Christoffersona Tripping over the Truth. Dowiesz się z niej o obecnych liderach badań nad teorią metabolicznego podłoża nowotworów: dr. Thomasie Seyfriedzie, pionierze z Boston College, oraz dr. Dominicu D'Agostinie z University of South Florida.
RAK JAKO ZABURZENIE METABOLIZMU MITOCHONDRIÓW
W pracy opublikowanej w czasopiśmie "Frontiers in Cell and Developmental Biology" dr Seyfried opisuje intrygujące badania polegające na transferze jąder komórkowych5. W trakcie tych eksperymentów tworzono hybrydy cytoplazmatyczne (cybrydy), przeszczepiając jądro z komórek rakowych do komórek z normalną cytoplazmą. W rezultacie zdrowe komórki rozmnażały się i przetrwały pomimo jądra ze zmutowanym DNA. W innym przypadku stworzono cybrydy poprzez przeszczepienie zdrowego jądra do komórek rakowych zawierających cytoplazmę charakteryzującą się efektem Warburga (nadmierna fermentacja glukozy). Te komórki również zachowały zdolność mnożenia się, chociaż większość z nich nie przetrwała. Dr Seyfried pisze: "Podsumowując, informacje tu zaprezentowane potwierdzają tezę, że rak bierze się z uszkodzeń mitochondriów znajdujących się w cytoplazmie, a nie z uszkodzeń genomu znajdującego się w jądrze".
Zachęcam do zgłębienia zagadnień związanych z mitochondriami, ale być może zamiast patrzeć na całą sprawę z punktu widzenia naukowców, warto przeczytać książkę Nicka Lane'a Power, Sex, Suicide: Mitochondria and the Meaning of Life. To fascynująca pozycja! Po przeczytaniu jej jeszcze mocniej uświadomiłam sobie "nieprawdopodobność mojej własnej egzystencji".
Reakcja zapalna
Reakcja zapalna to jeden z fundamentalnych procesów wywoływanych przez układ immunologiczny, będących normalną i niezbędną częścią życia. Dzięki niej katar mija po tygodniu, a rany po ostrych krawędziach kartek papieru nie powodują zgonu, choć bakterie przenikają wówczas do naszego organizmu. Gdy reakcja zapalna funkcjonuje prawidłowo, nasz układ odpornościowy może szybko przywrócić organizmowi równowagę. Jeśli jednak mechanizm ten nie działa jak należy, nieustannie wywołuje zapalenie, produkując nadmierne ilości prozapalnych białek zwanych cytokinami. Cytokiny są niezbędną częścią naszego mechanizmu obrony, ponieważ pomagają w określaniu, których intruzów w naszym organizmie należy zlikwidować. Nadmierne wytwarzanie tych białek wywołuje spustoszenie w organizmie i prowadzi do przewlekłych stanów zapalnych, co może pobudzić rozwój nowotworów i innych chorób przewlekłych. Wspaniałym i bardzo pożytecznym skutkiem ubocznym przestrzegania zrównoważonej diety ketogenicznej jest fakt, że pod wpływem ciał ketonowych obniża się poziom prozapalnych cytokin. Gdy do pozyskiwania energii wykorzystywane są ketony zamiast glukozy i kwasów tłuszczowych, normalne komórki produkują mniejsze ilości reaktywnych form tlenu. Komórki rakowe mają jednak uszkodzone mitochondria, które nie pozwalają im na skuteczne wykorzystywanie szlaków ketogenezy. Większość komórek nowotworowych produkuje też mniej enzymów potrzebnych do wykorzystywania ketonów jako źródła energii, co dodatkowo zwiększa ich wrażliwość na stres metaboliczny6.
Nadzór immunologiczny to proces wyszukiwania i likwidowania niewłaściwie funkcjonujących lub uszkodzonych komórek. Gdy nasz układ odpornościowy działa prawidłowo, proces ten odbywa się bez przeszkód. Czasami jednak uszkodzone komórki przybierają postać, która pozwala im uniknąć wykrycia, zwłaszcza jeżeli działanie układu immunologicznego zostało zakłócone. Takie komórki mogą wówczas rozwijać jeszcze więcej mutacji pomagających im przetrwać, a to prowadzi do rozwoju prawdziwej choroby nowotworowej.
Wszystkie rodzaje raka wykorzystują mutacje, dzięki którym unikają unicestwienia przez układ odpornościowy. Hipoteza "fuzji hybryd" związana z przerzutami komórek rakowych idzie jeszcze dalej - spekuluje się w niej, że makrofagi naciekające, rodzaj komórek układu odpornościowego, uaktywniają się w znacznej odległości od miejsca narodzin. Przyczynia się to do kaskady reakcji zapalnych, która może doprowadzić do szybkiego i niekontrolowanego rozwoju choroby i gwałtownego pogorszenia się stanu pacjenta. Im bardziej rozprzestrzeni się choroba, tym więcej ognisk zapalnych powoduje i tym trudniej przywrócić równowagę. Radioterapia i chemioterapia mają działanie proutleniające, czyli oszałamiają dysfunkcyjne komórki rakowe, tworząc tak wiele reaktywnych form tlenu, że terapia bezpośrednio niszczy raka. Wiąże się to jednak z uszkodzeniami zdrowych komórek znajdujących się w pobliżu, a to przyczynia się do powstawania nowych ognisk zapalnych.
Chemioterapia bierze na cel komórki, które szybko się rozmnażają (komórki rakowe), ale niestety przy okazji powoduje śmierć zdrowych, szybko namnażających się komórek błony śluzowej przewodu pokarmowego na całej jego długości (od ust po odbyt). To z kolei zakłóca równowagę mikroflory, powoduje zanik apetytu oraz problemy z trawieniem i wchłanianiem substancji odżywczych. Konwencjonalna opieka żywieniowa oferowana przez kliniki onkologiczne skupia się głównie na łagodzeniu tych skutków ubocznych. Gdy weźmiemy pod uwagę, że co najmniej 70% aktywności immunologicznej ma związek z układem pokarmowym, otrzymamy wyraźny obraz efektu domina cechującego terapie konwencjonalne.
Chemio- i radioterapia w znacznym stopniu wzmagają reakcje zapalne. To dlatego w tak wielu przypadkach przed i po terapii stosuje się leki sterydowe łagodzące stany zapalne. Niestety hamują one również funkcje układu immunologicznego, a to bardzo niepożądany skutek uboczny obniżający odporność na codzienne infekcje. Co więcej, czasami profilaktycznie stosuje się także antybiotyki. Jak z pewnością wiesz, one również powodują skutki uboczne, na przykład działają destrukcyjnie na ochronną mikroflorę jelitową (unicestwiana jest także mikroflora pochwy, co zwiększa podatność kobiet na infekcje i powoduje konieczność dodatkowej opieki). Czy już dostrzegasz wyłaniający się z tego obrazu schemat?
Nie twierdzę, że nie mamy innego wyboru. Nie powinniśmy wybierać między alternatywnymi terapiami (takimi jak dieta czy nietoksyczne leki) a otrzymywaniem konwencjonalnej opieki zdrowotnej. W praktyce większość moich pacjentów, często z pomocą onkologów integracyjnych, skutecznie łączy oba podejścia, aby stworzyć spersonalizowany plan leczenia zapewniający lepsze rezultaty.
Insulinooporność dolewa oliwy do ognia
Gdy ponad 50% twojej diety składa się z produktów zawierających węglowodany, głównym paliwem dla twojego organizmu jest glukoza. Wzrost poziomu glukozy we krwi daje sygnał znajdującym się w trzustce komórkom beta do wydzielania insuliny. Duże ilości insuliny są potrzebne do wyprowadzenia glukozy z krwiobiegu do komórek. Z czasem utrzymujący się wysoki poziom glukozy i insuliny może doprowadzić do insulinooporności. Mówiąc prostymi słowami, twoje komórki (zwłaszcza w wątrobie, mięśniach i tkance tłuszczowej) stają się mniej wrażliwe na sygnały insulinowe proszące o wpuszczenie glukozy. W rezultacie poziom glukozy i insuliny we krwi pozostaje wysoki. Podwyższony poziom glukozy i insuliny we krwi to markery wykorzystywane przy diagnozowaniu chorób związanych z insulinoopornością, w tym stanu przedcukrzycowego, cukrzycy typu 2 i zespołu wielotorbielowatych jajników (PCOS). Te markery kojarzone są też z podwyższonym ryzykiem wystąpienia wielu rodzajów nowotworów.
Jednym z mechanizmów tłumaczących związek insulinooporności z rakiem jest fakt, że insulinooporne komórki tłuszczowe wydzielają prozapalne cytokiny (w tym te biorące udział w reakcji immunologicznej). Skutkuje to przewlekłymi stanami zapalnymi, które uszkadzają błony komórkowe i DNA oraz modyfikują typowe procesy zachodzące w mitochondriach, w tym sygnalizację komórkową i mechanizmy naprawcze. To stwarza kolejne okazje do rozwoju nowotworów.
Przechodząc na dietę ketogeniczną, eliminujemy większość źródeł węglowodanów. To zmienia nasz metabolizm tak, aby nie bazował na glukozie jako głównym źródle paliwa. Obniżony poziom glukozy zmniejsza też nagłe wzrosty poziomu insuliny, co z kolei przyspiesza lipolizę, czyli rozkład tłuszczu. Skutkiem tego paliwem dla organizmu staje się tłuszcz. Produktami ubocznymi metabolizmu tłuszczu (pod nieobecność węglowodanów) są ciała ketonowe. Są one spalane skuteczniej niż glukoza czy kwasy tłuszczowe i produkują o wiele mniej reaktywnych form tlenu. Badania wykazały wręcz, że ketony, nawet przyjmowane w formie suplementu, potrafią obniżyć wiele markerów stanu zapalnego, w tym poziom niektórych prozapalnych cytokin kojarzonych z rozwojem chorób nowotworowych. To wiąże się z szeregiem korzyści i przyczynia do złagodzenia reakcji zapalnych będących pożywką dla raka. Kolejną zaletą diety niskowęglowodanowej jest to, że z czasem nasze komórki częściowo lub nawet w całości odzyskują dawną wrażliwość na insulinę.
Terapia celowana
Do niedawna większość leków przeciwnowotworowych miała postać chemioterapii zmierzającej do zniszczenia szybko rozmnażających się komórek. Jak już pisałam, takie działania istotnie wpływały na zwykłe, zdrowe komórki. To sprawiło, że obietnica "terapii celowanych" w leczeniu nowotworów wydawała się bardzo atrakcyjna, jednak nie można pomijać ich ważnych ograniczeń i wad. W przeciwieństwie do zwykłego niszczenia komórek, inibitory kinazy białkowej, grupa leków wykorzystujących najnowsze zdobycze nauki w walce z rakiem, blokują pewne enzymy kojarzone z rozwojem określonych typów nowotworów. Do takich leków zaliczamy afatynib (Giotrif), który wpływa na receptor czynnika wzrostu (receptor nabłonkowego czynnika wzrostu - EGFR) w niedrobnokomórkowym raku płuc, oraz bewacyzumab (Avastin), który hamuje aktywność naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu A (VEGF-A) charakteryzującego się nadekspresją w wielu rodzajach nowotworów.
WPŁYW INHIBITORÓW KINAZY BIAŁKOWEJ NA METABOLIZM GLUKOZY
Gdy po raz pierwszy dowiedziałam się o wpływie inhibitorów kinazy białkowej na metabolizm glukozy, od razu zaczęłam się zastanawiać, czy to może być jeden z mechanizmów, który przyczynił się do wykorzystywania tego procesu w leczeniu nowotworów. Praca naukowa opublikowana w należącym do brytyjskiego Towarzystwa Endokrynologicznego czasopiśmie "Endocrine-Related Cancer" opisuje grupę ludzi cierpiących zarówno na choroby nowotworowe, jak i na cukrzycę. Osoby te doświadczyły obniżenia poziomu glukozy będącego skutkiem ubocznym działania inhibitorów kinaz o szerokim spektrum aktywności7. Leczenie tymi substancjami sprawiło, że pacjenci byli w stanie zredukować ilość potrzebnej im insuliny. Wiemy, że zarówno insulina, jak i kojarzony z nią hormon o nazwie insulinopodobny czynnik wzrostu typu 1 (IGF-1) pobudzają rozwój nowotworów, więc logiczne jest, że ten efekt w postaci obniżenia poziomu insuliny mógł być jednym z powodów, dla których leki te są skuteczne w walce z nowotworami. Jeżeli tak, to czy nie rozsądnie byłoby zastosować dietę ketogeniczną jako uzupełnienie tradycyjnej terapii?
Natknęłam się również na wyniki badania opublikowane w "Cell Death and Disease". Dowiodło ono, że komórki gruczolakoraka trzustki, które przetrwały leczenie za pomocą aksytynibu (Inlyta) - inhibitora kinazy białkowej - cechowały się sporym wzrostem tempa zużywania glukozy, co przyczyniło się do wzrostu zakwaszenia mikrośrodowiska nowotworu8. Jak wspomniałam wcześniej, takie zakwaszenie przyczynia się do nasilenia reakcji zapalnych i dalszego rozwoju raka.
Choć te leki przeciwnowotworowe powodują mniej stanów zapalnych niż chemio- i radioterapia, wywołują szereg istotnych krótkoterminowych skutków ubocznych. Długofalowe skutki uboczne nie są jeszcze w pełni zbadane - w jednej z prac (opisanej w ramce "Wpływ inhibitorów kinazy białkowej na metabolizm glukozy", s. 38) naukowcy wspominają o negatywnych następstwach związanych z hormonami, w tym z zakłóconym funkcjonowaniem tarczycy, metabolizmem kostnym i czynnością nadnerczy. Jednak w kontekście niniejszej książki najważniejszy jest fakt, że wspomniane leki często wiążą się ze zmianami w metabolizmie glukozy, w tym z hiper- i hipoglikemią. Następstwa te nie muszą wynikać z oddziaływania tych leków, ale nie zostało to jeszcze zbadane.
NISZCZENIE A UJARZMIANIE UKŁADU IMMUNOLGICZNEGO
Obecnie medycyna wciąż pokłada ufność w tradycyjnych metodach związanych z zatruwaniem raka. W książce Tripping over the Truth Travis Christofferson opisuje pracę lekarzy, którzy badali terapeutyczny potencjał gazu musztardowego. W połowie lat 40. po wstrzyknięciu tego związku myszom doświadczalnym potwierdzono, że w sposób istotny ogranicza on rozwój nowotworów węzłów chłonnych. Kolejny krok polegał na podaniu gazu musztardowego człowiekowi cierpiącemu na chłoniaka nieziarniczego w zaawansowanym stadium rozwoju. Okazało się, że stan pacjenta się poprawił. Był to zwiastun początku epoki chemioterapii.
Ten oraz wiele innych rodzajów chemioterapii w istocie niszczył komórki rakowe, ale wywoływał przy tym tak wielkie spustoszenia w organizmie, że ludzie często umierali w wyniku terapii, a nie choroby. Współczesna chemioterapia jest zwykle mniej toksyczna dla człowieka, ale wciąż skutkuje uszkodzeniami, których praktycznie nie da się odwrócić. U wielu osób przechodzących tradycyjną chemioterapię znacznie pogarszają się wyniki badań morfologii krwi obwodowej oraz drastycznie spada odporność nawet na najmniej groźne choroby, takie jak przeziębienie czy sezonowa grypa. Dotyczy to zwłaszcza osób starszych.
Najbardziej ekscytującym i potencjalnie korzystnym odkryciem współczesnej medycyny konwencjonalnej mogą się okazać badania nad wykorzystaniem komórek układu odpornościowego do wykrywania i niszczenia raka. Choć wczesne prace na tym polu wyglądają obiecująco, badacze zauważają, że tego typu terapia może wywoływać szereg chorób autoimmunologicznych9. Z tego powodu zapewne miną lata lub wręcz dziesięciolecia, zanim metoda ta zostanie odpowiednio dopracowana. Dodatkową wadą jest olbrzymi koszt dostępu do takich nowych terapii.
Inhibitory kinazy białkowej są zaprojektowane tak, aby blokować konkretne szlaki metaboliczne raka (oraz kilku innych chorób), ale w żaden sposób nie eliminują przyczyn choroby. Rak to bardzo heterogeniczne zjawisko, co oznacza, że te z komórek rakowych, które nie mają defektów szlaku metabolicznego, pozostaną odporne na tak specyficznie działający lek (nie będzie miał on na nie wpływu). Poza tym komórki nowotworowe bardzo szybko ewoluują i mutują w celu przystosowania się do nowych warunków.
Kolejną wadą terapii za pomocą kinazy białkowej i innych współczesnych rodzajów terapii celowanej jest fakt, że - poza paroma wyjątkami - agresywne komórki nowotworowe wyglądem i zachowaniem często przypominają komórki macierzyste. Oznacza to, że wykształcają u siebie cechy zakłócające typowe mechanizmy kontroli rozwoju i namnażania komórek. Dzięki temu mogą rozwijać się bez żadnych przeszkód. Jak dotąd nie wynaleziono leku, który skutecznie pokonałby nowotworowe komórki macierzyste.
Może to jednak ulec zmianie za sprawą prowadzonych przez dra Seyfrieda przedklinicznych badań na myszach. Wyniki pokazują, że jednoczesne skoncentrowanie uwagi na glukozie i glutaminie to integralna część niezwykle skutecznej i stosunkowo nietoksycznej terapii metabolicznej wymierzonej przeciwko głównym szlakom energetycznym komórek rakowych i jednocześnie wspierającej wydajność energetyczną zdrowych komórek oraz tkanek. Podwójna korzyść w walce z rakiem! Niezwykle istotne prace dra Seyfrieda i jego kolegów opisano w czasopiśmie "Nutrition and Metabolism"10 z 2017 roku.
1. Ledford H., End of cancer-genome project prompts rethink, "Nature", 2015;517(7533):128-129, doi:10.1038/517128a.
2. Hanahan D., Weinberg R. A., The hallmarks of cancer, "Cell", 2000;100(1):57-70. doi:10.1016/s0092-8674(00)81683-9.
3. Hanahan D., Weinberg R., Hallmarks of cancer: the next generation, "Cell", 2011;144(5): 646-674, doi:10.1016/j.cell.2011.02.013.
4. Seyfried T.N., Mukherjee P., Targeting energy metabolism in brain cancer: review and hypothesis, "Nutr Metab", 2005;2:30, doi:10.1186/1743-7075-2-30.
5. Seyfried T. N., Cancer as a mitochondrial metabolic disease, "Front Cell Dev Biol", 2015;3:43, doi:10.3389/fcell.2015.00043.
6. Chang H.T., Olson L., Schwartz K. A., Ketolytic and glycolytic enzymatic expression profiles in malignant gliomas: implication for ketogenic diet therapy, "Nutr Metab", 2013;10(1):47, doi:10.1186/1743-7075-10-47.
7. Lodish M.B., Stratakis C.A., Endocrine side effects of broad-acting kinase inhibitors, "Endocr Relat Cancer", 2010;17(3):R233-R244, doi:10.1677/erc-10-0082.
8. Hudson C.D., Hagemann T., Mather S.J., et al. Resistance to the tyrosine kinase inhibitor axitinib is associated with increased glucose metabolism in pancreatic adenocarcinoma, "Cell Death Dis" 2014;5(4):e1160, doi:10.1038/cddis.2014.125.
9. Linneberg A., Madsen F., Skaaby T., Allergen-specific immunotherapy and risk of autoimmune disease. "Allergy Clin Immunol", 2012;12(6):635-639, doi: 10.1097/ACI.0b013e3283588c8d.
10. Seyfried T.N., Yu G., Maroon J.C., et al. Press-pulse: a novel therapeutic strategy for the metabolic management of cancer, "Nutr Metab (Lond)", 2017;14(19), doi:10.1186/s12986-017-0178-2.