Il cancro dirotta il microbioma per inglobare il glucosio

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Il cancro ha bisogno di energia per guidare la sua crescita fuori controllo. Riceve energia sotto forma di glucosio e consuma così tanto glucosio che un metodo per l’imaging del cancro cerca semplicemente aree di consumo eccessivo di glucosio – dove c’è consumo, c’è il cancro. 

Ma come fa il cancro a prendere questo glucosio?

 Uno studio del Cancer Center dell’Università del Colorado pubblicato oggi sulla rivista Cancer Cell mostra che la leucemia riduce la capacità delle cellule normali di consumare glucosio, lasciando così più glucosio disponibile per alimentare la propria crescita.

“Le cellule leucemiche creano una condizione simile al diabete che riduce il glucosio alle cellule normali e, di conseguenza, c’è più glucosio disponibile per le cellule leucemiche. In realtà, le cellule leucemiche stanno rubando il glucosio dalle cellule normali per guidare la crescita del tumore”, dice Craig Jordan, ricercatore alla University of Colorado Cancer Center, capo divisione della Divisione di Ematologia che h collaborto con Nancy Carroll Allen Professore di Ematologia presso la Scuola di Medicina dell’Università del Colorado.

Come per il diabete, le strategie del cancro dipendono dall’insulina. Le cellule sane hanno bisogno di insulina per usare il glucosio. Nel diabete, o il pancreas non produce insulina o i tessuti non possono rispondere all’insulina e quindi le cellule vengono lasciate affamate di energia mentre il glucosio si accumula nel sangue. Lo studio attuale mostra che la leucemia crea condizioni simili di accumulo di glucosio in due modi.

In primo luogo, le cellule tumorali ingannano le cellule di grasso producendo una proteina chiamata IGFBP1. Questa proteina rende le cellule sane meno sensibili all’insulina, il che significa che quando IGFBP1 è alto, serve più glucosio a quando IGFBP1 è basso. A meno che l’apporto di insulina non aumenti, l’alto Iivello di GFBP1 significa che il consumo di glucosio delle cellule sane diminuisce. (Questa proteina può anche essere un anello nella catena che collega il cancro e l’obesità: più cellule grasse, più IGFBP1 e più glucosio è disponibile per il cancro).

Naturalmente, il cancro ha una seconda strategia che assicura che la produzione di insulina non aumenti per soddisfare la necessità creata dall’aumento di GFBP1. In effetti, il cancro riduce la produzione di insulina in gran parte nell’intestino.

“Nel fare questa analisi sistemica, ci siamo resi conto che alcuni dei fattori che aiutano a regolare il glucosio sono prodotti dall’intestino o dai batteri nell’intestino. Abbiamo osservato che la composizione del microbioma negli animali leucemici era diversa rispetto a topi di controllo “, dice Jordan.

Una delle principali differenze nelle viscere dei topi leucemici era la mancanza di un tipo specifico di batteri noto come batteroidi. Questi batteri producono acidi grassi a catena corta che a loro volta alimentano la salute delle cellule che rivestono l’intestino. Senza batterioidi, la salute dell’intestino è compromessa. E lo studio attuale mostra che senza batteri, la salute dell’intestino soffre in modi che aiutano specificamente il cancro.

Un modo è la perdita di ormoni chiamati incretine. Quando il livello di glucosio nel sangue aumenta, ad esempio dopo aver mangiato, l’intestino rilascia incretine che comprimono la glicemia riducendola nel range di normalità. Lavorando attraverso l’intestino, la leucemia inattiva queste incretine, consentendo alla glicemia di rimanere più alta di quanto dovrebbe. Inoltre la leucemia annulla l’attività della serotonina, un ormone che è  essenziale per la produzione di insulina nel pancreas e, attaccando la serotonina, per  riduce la produzione di insulina (e quindi, l’uso di glucosio).

( Vedi anche:Come un cancro addormentato si risveglia e metastatizza).

Il risultato di una minore secrezione di insulina e di una minore sensibilità all’insulina è che il cancro riduce l’uso dell’insulina da parte di cellule sane da entrambe le parti: le cellule sane hanno bisogno di più insulina, così come c’è meno insulina disponibile. Meno di insulina utilizzata da parte di cellule sane lascia più glucosio per il cancro.

“È un classico trucco da parassita: approfittare di qualcosa che l’host fa e sovvertilo per i tuoi scopi”, dice Jordan.

È interessante notare che, proprio come un parassita potrebbe mangiare il cibo di un ospite che porta alla malnutrizione, il furto di energia del cancro può avere un ruolo nell’affaticamento e nella perdita di peso comuni nei pazienti oncologici.

Tuttavia, Jordan e colleghi, incluso il primo autore Haobin Ye non solo hanno mostrato come la leucemia possa alterare il consumo di glucosio nelle cellule sane, ma hanno anche mostrato come “ri-regolare” questo consumo.

Quando abbiamo somministrato agenti per ricalibrare il sistema del glucosio, abbiamo scoperto che potevamo ripristinare la regolazione del glucosio e rallentare la crescita delle cellule leucemiche“, dice Ye.

Questi “agenti” erano sorprendentemente a bassa tecnologia. Uno era la serotonina. Un altro era tributyrin, un acido grasso trovato nel burro e altri alimenti che ha sostituito gli acidi grassi a catena corta che erano assenti a causa della perdita di batteri.

Il gruppo chiama la terapia di combinazione Ser-Tri e mostra che è più di una teoria. La terapia Ser-Tri ha portato al recupero dei livelli di insulina e alla riduzione di IGFPB1. E i topi leucemici trattati con terapia Ser-Tri vivevano più a lungo di quelli non trattati. Ventidue giorni che i topi hanno sviluppato la leucemia, quelli non trattati sono tutti morti, mentre più della metà dei topi trattati con Ser-Tri erano ancora vivi.

La ricerca mostra che lo sviluppo del cancro può dipendere dalla sua capacità di superare in competizione le cellule sane per ottenere energia. I tessuti sani hanno strategie per regolare l’insulina, il glucosio e altri fattori che controllano il consumo di energia; le cellule tumorali hanno strategie per sovvertire questo regolamento con l’obiettivo di rendere disponibile più energia per il proprio uso.

“Ora abbiamo prove che ciò che abbiamo osservato nei nostri modelli murini è vero anche per i pazienti affetti da leucemia” , dice la ricercatrice.

Fonte: University of Colorado

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