Nuova icerca rivela come il fruttosio nella dieta aumenta la crescita dei tumoi

Una nuova ricerca della Washington University di St. Louis mostra che il fruttosio alimentare promuove la crescita del tumore in modelli animali di melanoma, cancro al seno e cancro cervicale.

 

 

Una nuova ricerca della Washington University di St. Louis mostra che il fruttosio alimentare promuove la crescita del tumore in modelli animali di melanoma, cancro al seno e cancro cervicale.

Tuttavia, il fruttosio non alimenta direttamente i tumori, secondo lo studio pubblicato il 4 dicembre sulla rivista Nature.

Invece, gli scienziati di WashU hanno scoperto che il fegato converte il fruttosio in nutrienti utilizzabili per le cellule tumorali, una scoperta convincente che potrebbe aprire nuove strade per la cura e il trattamento di molti diversi tipi di cancro.

“L’idea che si possa affrontare il cancro con la dieta è intrigante”, ha detto Gary Patti, professore di chimica in Arts & Sciences e professore di genetica e medicina presso la School of Medicine, tutti a WashU.

“Quando pensiamo ai tumori, tendiamo a concentrarci su quali componenti dietetici consumano direttamente. Metti qualcosa nel tuo corpo e poi immagini che il tumore lo risponda”, ha detto Patti.

“Ma gli esseri umani sono complessi. Ciò che metti nel tuo corpo può essere consumato dal tessuto sano e poi convertito in qualcos’altro che i tumori usano”.

“La nostra aspettativa iniziale era che le cellule tumorali metabolizzassero il fruttosio proprio come il glucosio, utilizzando direttamente i suoi atomi per costruire nuovi componenti cellulari come il DNA. Siamo rimasti sorpresi dal fatto che il fruttosio fosse a malapena metabolizzato nei tipi di tumore che abbiamo testato”, ha detto il primo autore dello studio, Ronald Fowle-Grider, un borsista post-dottorato nel laboratorio di Patti.

“Abbiamo imparato rapidamente che le cellule tumorali da sole non raccontano tutta la storia. Altrettanto importante è il fegato, che trasforma il fruttosio in sostanze nutritive che i tumori possono utilizzare”.

Utilizzando la metabolomica – un metodo per profilare piccole molecole mentre si muovono attraverso le cellule e attraverso i diversi tessuti del corpo – i ricercatori hanno concluso che un modo in cui alti livelli di consumo di fruttosio promuovono la crescita del tumore è aumentare la disponibilità di lipidi circolanti nel sangue.

Questi lipidi sono elementi costitutivi della membrana cellulare e le cellule tumorali ne hanno bisogno per crescere.

“Abbiamo esaminato numerosi tumori diversi in vari tessuti in tutto il corpo e tutti hanno seguito lo stesso meccanismo”, ha detto Patti.

Gli scienziati hanno da tempo riconosciuto che le cellule tumorali hanno una forte affinità per il glucosio, uno zucchero semplice che è la fonte di energia preferita dal corpo a base di carboidrati.

In termini di struttura chimica, il fruttosio è simile al glucosio.

Sono entrambi tipi comuni di zucchero, con la stessa formula chimica, ma differiscono nel modo in cui il corpo li metabolizza.

Il glucosio viene elaborato in tutto il corpo, mentre il fruttosio viene quasi interamente metabolizzato dall’intestino tenue e dal fegato.

Entrambi gli zuccheri si trovano naturalmente in frutta, verdura, latticini e cereali.

Vengono anche aggiunti come dolcificanti in molti alimenti trasformati.

Prima degli anni ’60, le persone consumavano relativamente poco fruttosio rispetto ai numeri odierni. Un secolo fa, una persona media consumava solo 2-4 kg di fruttosio all’anno. Per dirla in termini familiari, è all’incirca uguale al peso di un litro di latte. Nel 21° secolo, quel numero è aumentato fino a raggiungere l’equivalente di 56 litri di latte.

“Se vai nella tua dispensa e cerchi gli articoli che contengono sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio, che è la forma più comune di fruttosio, è piuttosto sorprendente”, ha detto Patti, che è anche un membro della ricerca del Siteman Cancer Center, con sede presso il Barnes-Jewish Hospital e WashU Medicine, e del Center for Human Nutrition presso WashU Medicine.

“Quasi tutto ce l’ha. Non si tratta solo di caramelle e torte, ma anche di cibi come il sugo per la pasta, il condimento per l’insalata e il ketchup”, ha detto. “A meno che tu non cerchi attivamente di evitarlo, probabilmente fa parte della tua dieta”.

Dato il rapido aumento del consumo di fruttosio nella dieta negli ultimi decenni, i ricercatori di WashU volevano saperne di più su come il fruttosio influisce sulla crescita dei tumori.

Patti e Fowle-Grider hanno iniziato la loro indagine somministrando agli animali portatori di tumore una dieta ricca di fruttosio, quindi misurando la velocità con cui i loro tumori sono cresciuti.

I ricercatori hanno scoperto che l’aggiunta di fruttosio promuoveva la crescita del tumore senza modificare il peso corporeo, il glucosio a digiuno o i livelli di insulina a digiuno.

“Siamo rimasti sorpresi nel vedere che ha avuto un impatto piuttosto drammatico. In alcuni casi, il tasso di crescita dei tumori è accelerato di due volte o anche di più”, ha detto Patti. “Mangiare molto fruttosio è stato chiaramente molto dannoso per la progressione di questi tumori”.

Ma il passo successivo nei loro esperimenti inizialmente li ha lasciati perplessi.

Quando Fowle-Grider ha tentato di ripetere una versione di questo test somministrando fruttosio alle cellule tumorali isolate in un piatto, le cellule non hanno risposto.

“Nella maggior parte dei casi sono cresciuti quasi altrettanto lentamente come se non avessimo dato loro zucchero”, ha detto Patti.

Così, Patti e Fowle-Grider sono tornati a osservare i cambiamenti nelle piccole molecole nel sangue degli animali alimentati con diete ad alto contenuto di fruttosio.

Utilizzando la metabolomica, hanno identificato livelli elevati di una varietà di specie lipidiche, tra cui le lisofosfatidilcoline (LPC). Ulteriori test hanno mostrato che le cellule epatiche alimentate con fruttosio rilasciano LPC.

“È interessante notare che le cellule tumorali stesse non sono state in grado di utilizzare prontamente il fruttosio come nutriente perché non esprimono il giusto macchinario biochimico”, ha detto Patti.

“Le cellule del fegato lo fanno. Ciò consente loro di convertire il fruttosio in LPC, che possono secernere per nutrire i tumori”.

Una caratteristica distintiva del cancro è la proliferazione incontrollata di cellule maligne.

Ogni volta che una cellula si divide, deve replicare il suo contenuto, comprese le membrane.

Ciò richiede una notevole quantità di lipidi.

Mentre i lipidi possono essere sintetizzati da zero, è molto più facile per le cellule tumorali semplicemente prelevare i lipidi dall’ambiente circostante.

“Negli ultimi anni, è diventato chiaro che molte cellule tumorali preferiscono assorbire i lipidi piuttosto che produrli”, ha osservato Patti.

“La complicazione è che la maggior parte dei lipidi sono insolubili nel sangue e richiedono meccanismi di trasporto piuttosto complessi.

Gli LPC sono unici. Potrebbero fornire il modo più efficace ed efficiente per sostenere la crescita del tumore”.

È interessante notare che, nello stesso periodo di tempo in cui il consumo umano di fruttosio è aumentato, un certo numero di tumori è diventato sempre più diffuso tra le persone di età inferiore ai 50 anni.

Ciò solleva la questione se le tendenze siano collegate. Con 25 milioni di dollari di sostegno da Cancer Grand Challenges, Patti ha recentemente collaborato con Yin Cao, professore associato di chirurgia presso WashU Medicine, e altri ricercatori di tutto il mondo, nessuno dei quali è stato coinvolto in questo studio, per indagare su possibili connessioni.

“Sarà emozionante capire meglio come il fruttosio nella dieta influenzi l’incidenza del cancro. Ma un messaggio da portare a casa da questo studio attuale è che se sei abbastanza sfortunato da avere il cancro, allora probabilmente vorrai pensare di evitare il fruttosio. Purtroppo, è più facile a dirsi che a farsi”, ha detto Patti.

A parte l’intervento dietetico, gli autori dello studio hanno affermato che questa ricerca potrebbe aiutarci a sviluppare un modo per prevenire che il fruttosio guidi la crescita del tumore in modo terapeutico, utilizzando farmaci.

“Un’implicazione di questi risultati è che non dobbiamo limitarci a terapie che prendono di mira solo le cellule patologiche”, ha detto Patti.

“Piuttosto, possiamo pensare di mirare al metabolismo delle cellule sane per curare il cancro. Questo ha funzionato con i topi nel nostro studio, ma vorremmo sfruttare le nostre osservazioni e cercare di migliorare la vita dei pazienti”.

Gli autori dello studio stanno lavorando con i partner clinici di WashU Medicine per esplorare uno studio clinico relativo al fruttosio nella dieta.