Periodi di digiuno riprogrammano le cellule killer naturali del sistema immunitario per combattere meglio il cancro, secondo un nuovo studio sui topi condotto da ricercatori del Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSK).
I benefici del digiuno
Il digiuno e altri regimi dietetici vengono sempre più esplorati come modi per privare le cellule tumorali dei nutrienti di cui hanno bisogno per crescere e per rendere i trattamenti contro il cancro più efficaci.
Ora un team di ricercatori dello Sloan Kettering Institute di MSK e i loro collaboratori hanno dimostrato per la prima volta che il digiuno può riprogrammare il metabolismo delle cellule killer naturali , aiutandole a sopravvivere nell’ambiente ostile all’interno e intorno ai tumori, migliorando anche la loro capacità di combattere il cancro. capacità. Lo studio, condotto dalla ricercatrice post-dottorato Rebecca Delconte, Ph.D., è stato pubblicato su Immunity .
I risultati potrebbero aiutare a spiegare uno dei meccanismi attraverso i quali il digiuno può aiutare il corpo a difendersi dal cancro, oltre a ridurre più in generale il grasso e a migliorare il metabolismo. E sebbene siano necessarie ulteriori ricerche, i risultati suggeriscono anche che il digiuno potrebbe essere una strategia per migliorare le risposte immunitarie e rendere l’immunoterapia più efficace, notano gli autori dello studio.
“I tumori sono molto affamati”, afferma l’immunologo Joseph Sun, Ph.D., autore senior dello studio. “Assorbono nutrienti essenziali , creando un ambiente ostile spesso ricco di lipidi che sono dannosi per la maggior parte delle cellule immunitarie. Ciò che mostriamo qui è che il digiuno riprogramma queste cellule killer naturali per sopravvivere meglio in questo ambiente soppressivo.”
Le cellule natural killer, o cellule NK in breve, sono un tipo di globuli bianchi che possono uccidere cellule anormali o danneggiate, come cellule tumorali o cellule infettate da un virus. Prendono il loro nome perché possono distruggere una minaccia senza averla mai incontrata prima, a differenza delle cellule T, che richiedono una precedente esposizione a un nemico specifico per attivare una risposta mirata.
In generale, maggiore è il numero di cellule NK presenti all’interno di un tumore, migliore è la prognosi per il paziente.
Per lo studio, ai topi malati di cancro è stato negato il cibo per 24 ore due volte a settimana, e poi è stato loro permesso di mangiare liberamente tra un digiuno e l’altro. Questo approccio ha impedito ai topi di perdere peso nel complesso, notano gli autori.
Ma questi periodi di digiuno hanno avuto un profondo effetto sulle cellule NK.
Proprio come accade negli esseri umani, i topi hanno notato un calo dei livelli di glucosio e un aumento degli acidi grassi liberi , che sono lipidi rilasciati dalle cellule adipose che possono fungere da fonte di energia alternativa quando altri nutrienti non sono presenti, afferma la Dott.ssa Delconte. .
“Durante ciascuno di questi cicli di digiuno, le cellule NK hanno imparato a utilizzare questi acidi grassi come fonte di combustibile alternativa al glucosio”, afferma. “Ciò ottimizza davvero la loro risposta antitumorale perché il microambiente tumorale contiene un’alta concentrazione di lipidi e ora sono in grado di entrare nel tumore e sopravvivere meglio grazie a questo allenamento metabolico.”
Il digiuno ha portato anche ad una ridistribuzione delle cellule NK all’interno del corpo, hanno osservato i ricercatori.
Molte delle cellule NK hanno viaggiato nel midollo osseo, dove, grazie al digiuno, sono state esposte ad alti livelli di una proteina di segnalazione chiave chiamata Interleuchina-12. Ciò ha innescato le cellule NK a produrre più interferone gamma, una citochina che svolge un ruolo importante nelle risposte antitumorali.
Nel frattempo, le cellule NK nella milza stavano subendo una riprogrammazione separata, rendendole più capaci di utilizzare i lipidi come fonte di combustibile.
“Mettendo insieme entrambi questi meccanismi, scopriamo che le cellule NK sono pre-innescate per produrre più citochine all’interno del tumore”, afferma il dott. Delconte. “E con la riprogrammazione metabolica, sono più capaci di sopravvivere nell’ambiente del tumore e si specializzano per avere proprietà antitumorali migliorate.”
Non è ancora chiaro se esistano due popolazioni separate di cellule NK che vengono addestrate in modo diverso in diverse parti del corpo o se le cellule finiscono per passare attraverso entrambi i siti durante il loro ciclo di vita di settimane.
“Questa è la domanda da un milione di dollari”, dice il dottor Sun. “Ed uno a cui abbiamo solo iniziato a rispondere utilizzando le tecniche di etichettatura cellulare che abbiamo utilizzato in questo studio.”
Sebbene i campioni di midollo osseo umano non siano stati studiati come parte del progetto, i ricercatori notano che i campioni di sangue di pazienti affetti da cancro mostrano che il digiuno provoca una riduzione delle cellule NK liberamente circolanti nelle persone, proprio come osservato nei topi.
Esistono diverse potenziali opportunità per far avanzare la ricerca sui modelli murini verso la clinica, affermano i ricercatori. In primo luogo, gli studi clinici stanno già iniziando a studiare la sicurezza e l’efficacia del digiuno in combinazione con i trattamenti standard esistenti.
Un’altra strada sarebbe quella di identificare farmaci che potrebbero colpire i meccanismi sottostanti senza richiedere ai pazienti di digiunare. In terzo luogo, le cellule NK potrebbero essere messe in uno stato di digiuno fuori dal corpo e quindi somministrate per migliorare gli effetti del trattamento.
Al momento, tuttavia, sono ancora necessari ulteriori dati clinici sugli effetti del digiuno sulle persone affette da cancro, afferma Neil Iyengar, MD, oncologo senologo del MSK e ricercatore leader su dieta, metabolismo e cancro, che non è stato direttamente coinvolto nello studio. studio.
“Esistono molti tipi diversi di digiuno e alcuni potrebbero essere utili mentre altri potrebbero essere dannosi”, afferma. “I pazienti dovrebbero parlare con i loro medici di ciò che è sicuro e salutare per la loro situazione individuale.”
Un passo importante verso terapie basate sul digiuno
Studi precedenti hanno dimostrato come il digiuno possa influenzare il sistema immunitario per migliorare diverse condizioni infiammatorie croniche, ma si sa poco su come le risposte immunitarie potrebbero determinare un metabolismo sano. Poiché il fegato è un fulcro centrale e regolatore del metabolismo, un gruppo di ricercatori si è concentrato sulla comprensione di come le cellule del fegato e le cellule immunitarie presenti nel fegato comunicano tra loro in condizioni di digiuno.
Lo studio è stato uno sforzo congiunto di Helmholtz Monaco, Università di Ulm, Università Tecnica di Monaco (TUM), Centro tedesco per la ricerca sul diabete (DZD), Ospedale universitario di Heidelberg e Università della Danimarca meridionale.
I ricercatori hanno scansionato il DNA delle cellule del fegato e delle cellule immunitarie , esaminando quali parti del loro DNA erano attive e quali molecole messaggere venivano di conseguenza rilasciate. I loro risultati hanno dimostrato che queste cellule comunicavano tra loro e hanno evidenziato il ruolo di una molecola che è espressa in quasi tutte le cellule del nostro corpo, vale a dire il recettore dei glucocorticoidi . “Abbiamo scoperto che nelle cellule immunitarie questo recettore in particolare permetteva la comunicazione incrociata tra i tipi di cellule durante il digiuno.
Eliminando il recettore solo nelle cellule immunitarie, abbiamo osservato una rottura dei segnali di digiuno nelle cellule del fegato . Ciò significa che le cellule immunitarie le cellule sono in grado di influenzare direttamente l’effetto del digiuno sul nostro metabolismo”, afferma Anne Loft di Helmholtz Monaco.
Giorgio Caratti e Jan Tuckermann dell’Università di Ulm aggiungono che “in effetti, questa è la prima volta che vediamo questo processo in condizioni ‘sane’. Sapevamo che le risposte immunitarie potevano influenzare il nostro metabolismo in un ambiente malsano, ma questa era una novità. Ciò dimostra che un basso livello di attività immunitaria, o infiammazione, è necessario per una risposta metabolica equilibrata al digiuno.”
“Il digiuno volontario ha dimostrato di essere benefico per la prevenzione di una serie di malattie metaboliche umane, tra cui il diabete di tipo 2 e l’obesità. L’aumento delle persone che soffrono non solo di queste malattie metaboliche è sconcertante e non mostra segni di rallentamento. I nostri risultati servono a comprendere i meccanismi molecolari alla base di queste malattie e potrebbero infine portare allo sviluppo di terapie efficaci basate sul digiuno”, afferma Stephan Herzig che ha condotto lo studio all’Helmholtz di Monaco.
