O dietă ketogenică îmbunătățește prognosticul într-un model de șoarece de diseminare peritoneală fără tumoră
Eiji Kasumi
1 EN Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd., Laboratoare de cercetare și dezvoltare, 4-3-5 Nimaibashi, Hanamaki, Iwate 025-0312, Japonia
Norifumi Sato
1 EN Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd., Laboratoare de cercetare și dezvoltare, 4-3-5 Nimaibashi, Hanamaki, Iwate 025-0312, Japonia
Abstract
Introducere
Carcinomatoza peritoneală este o formă severă de progresie a cancerului metastatic, care se observă la 10–35% dintre pacienții cu cancer colorectal și la 50% dintre pacienții cu cancer gastric. (1) Diseminarea peritoneală rezultată este cel mai frecvent și mai sever simptom clinic, ducând la un prognostic slab. (2) Diseminarea peritoneală este observată la aproximativ 10% dintre pacienții cu cancer colorectal și provoacă ascită, oboseală extremă, disconfort abdominal, dureri abdominale și obstrucție intestinală, cu o rată de supraviețuire la 5 ani mai mică de 10%. (3,4) De remarcat, pacienții cu obstrucție intestinală cauzată de diseminarea peritoneală provenită din cancerul colorectal ca leziune primară au un prognostic mai prost cu o supraviețuire mediană de aproximativ 3 luni, chiar și după tratamentul chirurgical. (5)
Recent, s-a raportat că supraviețuirea mediană generală a pacienților cu diseminare peritoneală care au primit chimioterapie hipertermică intraperitoneală, care combină chirurgia citoreductivă și chimioterapia încălzită în cavitatea peritoneală, a fost de 19,2 luni, iar rata de supraviețuire la 3 și 5 ani a fost de 39% și 19%, respectiv. (6) Deși prognosticul pacienților cu diseminare peritoneală derivată din cancerul colorectal s-a îmbunătățit din cauza dezvoltării de noi terapii, sunt necesare terapii mai eficiente.
Concentrându-ne pe mecanismele de metabolizare a cancerului de mai sus, am emis ipoteza că o dietă ketogenică va îmbunătăți starea bolii de diseminare peritoneală prin furnizarea de corpuri cetonice ca sursă de energie și reducerea aportului de glucoză către celulele canceroase. În plus, deoarece corpurile cetonice inhibă histona deacetilaza, (13) ar putea exercita un efect similar cu cel al Vorinostat, (14) un agent anticancer. Deși studiile anterioare au demonstrat eficacitatea unei diete ketogenice asupra cancerelor în experimente pe animale sau studii clinice la scară mică, utilizarea acesteia nu a fost raportată pentru cancerele refractare, în special diseminarea peritoneală.
Aici, demonstrăm că o dietă ketogenică prelungește rata de supraviețuire a unui model de diseminare peritoneală de șoarece. În mod neașteptat, dieta ketogenică nu a avut un efect anticancer împotriva tumorilor peritoneale in vivo, în ciuda scăderii nivelului de glucoză și creșterea nivelului de cetonă din sânge. Mai mult, corpurile cetonice nu au avut niciun efect asupra creșterii celulelor cancerului de colon in vitro. Deși nu ne-am confirmat ipoteza, am constatat că o dietă ketogenică a redus dramatic retenția ascitei asociată cu diseminarea peritoneală. Descoperirile noastre indică faptul că o dietă ketogenică poate fi o terapie potențială nouă pentru diseminarea peritoneală.
Materiale și metode
Animale
Șoarecii masculi BALB/c de 5 săptămâni (CLEA Japan, Inc., Tokyo, Japonia) au fost adăpostiți în cuști de sârmă sub o temperatură controlată (23 ± 3 ° C) și condiții de umiditate (50 ± 20%), cu o Ciclu de 12 ore lumină-întuneric. Șoarecii au fost hrăniți cu chow de laborator comercial și li s-a permis să bea apă ad libitum timp de aproximativ o săptămână înainte de începerea experimentelor. Toate experimentele pe animale au fost conforme cu liniile directoare pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator stabilite de Comitetul de utilizare și îngrijire a animalelor din EN Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.
Cultură celulară și model experimental de șoarece de diseminare peritoneală
Linia celulară de colon 26 a fost achiziționată de la RIKEN BioResource Center (Tsukuba, Japonia). Celulele Colon 26 au fost cultivate în mediu RPMI-1640 suplimentat cu 10% ser fetal bovin, 2 mM l-glutamină, 100 U/ml penicilină și 100 μg/ml streptomicină sub 5% CO2 în aer la 37 ° C. 26 de celule de colon cultivate au fost recoltate cu Accutase (Nacalai Tesque, Inc., Kyoto, Japonia) și preparate ca suspensie celulară la o concentrație de 5 × 106 celule/ml în soluție salină tamponată cu fosfat (PBS). Șoarecii au fost inoculați intraperitoneal cu o suspensie celulară de 0,1 ml folosind un ac de 26 G.
Proiectare experimentală
După inocularea tumorii, șoarecii au fost împărțiți în mod aleatoriu în două grupuri și au primit o dietă ketogenică sau o dietă regulată (Tabelul 1) ad libitum. S-a efectuat analiza supraviețuirii și scorurile de sănătate ale șoarecilor au fost înregistrate în funcție de următorii parametri: aspectul 0-2, comportamentul natural 0-3, comportamentul provocat 0-3 și starea corpului 1-5 în conformitate cu metoda lui Paster și colab. . (15) Șoarecii cu un scor total de 3 sau mai puțin au fost eutanasiați uman și s-a înregistrat timpul de supraviețuire.
tabelul 1
Compoziția dietelor obișnuite și ketogene utilizate în acest studiu
| Cazeină | 20.3 | 14.4 |
| Ulei de soia | 7.0 | 72.4 |
| Dextrină | 63.2 | 3.7 |
| AIN-93G amestec mineral | 3.5 | 3.5 |
| Amestec de vitamine AIN-93 | 1.0 | 1.0 |
| Celuloză | 5.0 | 5.0 |
Dieta obișnuită s-a bazat pe compoziția AIN-93G. Dieta ketogenică a constat din ulei praf obținut prin liofilizarea unei emulsii de cazeină și ulei de soia care ar putea fi consumat de animale. Toate ingredientele au fost achiziționate de la Oriental Yeast Co., Ltd. (Tokyo, Japonia).
Pentru a investiga în detaliu efectul unei diete ketogenice asupra condițiilor de boală ale modelului de diseminare peritoneală, șoarecii purtători de celule tumorale au fost hrăniți cu dieta experimentală timp de încă 15 zile ca experiment separat. În cele din urmă, toți șoarecii au fost eutanasiați și tumorile, lichidul de ascită și țesuturile au fost colectate și cântărite.
Măsurători de sânge
În ziua necropsiei, s-au obținut probe de sânge din vena cavă sub anestezie cu izofluran. Pentru analize chimice clinice, toate probele de sânge au fost centrifugate la 1.500 × g timp de 15 minute la 4 ° C, după care s-a colectat serul. β-OHB a fost măsurat folosind Precision Xceed (Abbott Japan Co., Ltd., Tokyo, Japonia). Un analizor hematologic XT-1800iV (SYSMEX Corp., Hyogo, Japonia) și un analizor de chimie clinică (Fuji Drichem 3500V, FUJIFILM Medical Co. Ltd., Tokyo, Japonia) au fost utilizate pentru evaluarea hematologică și, respectiv, pentru chimia serului, conform producătorului. instrucțiuni.