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Ruolo della sostanza nutritiva confermato nel cancro del sangue infantile - limiti dietetici possono aiutare

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Un blocco di costruzione molecolare di molte proteine animali, l'aminoacido valina, gioca un ruolo chiave nella crescita cancerosa vista nella leucemia linfoblastica acuta a cellule T, come mostra un nuovo studio.

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Guidato da ricercatori della NYU Langone Health, il suo Dipartimento di Patologia e il Laura and Isaac Perlmutter Cancer Center, lo studio ha dimostrato che i geni coinvolti nell'utilizzo della valina nelle cellule erano più attivi nelle cellule T cancerose che nelle cellule T normali.

Il blocco di questi geni legati alla valina non solo ha portato a una diminuzione della valina nelle cellule T leucemiche, ma ha anche bloccato la crescita di queste cellule tumorali in laboratorio. Solo il 2% delle cellule T cancerose è rimasto in vita.

Inoltre, gli esperimenti hanno suggerito che i cambiamenti (mutazioni) nel codice del DNA del gene NOTCH1, il più comunemente visto nei pazienti che sviluppano la leucemia, incoraggiano la crescita del cancro in parte aumentando i livelli di valina.

Pubblicata sulla rivista Nature online il 22 dicembre 2021, la ricerca ha coinvolto esperimenti su cellule leucemiche umane coltivate in laboratorio e anche trapiantate in topi che poi sviluppano questo cancro, che ha le sue origini nei globuli bianchi del midollo osseo.

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che alimentando i topi leucemici con diete a basso contenuto di valina per tre settimane si è interrotta la crescita del tumore. La dieta ha anche ridotto le cellule tumorali circolanti nel sangue di almeno la metà e in alcuni casi a livelli non rilevabili. Al contrario, la reintroduzione della valina nelle diete ha portato alla progressione del cancro.

"Il nostro studio conferma che la leucemia linfoblastica acuta a cellule T è assolutamente dipendente da un apporto di valina e che la carenza di valina può bloccare la progressione di questo cancro", dice il co-leader dello studio Palaniraja Thandapani, PhD, un borsista post-dottorato alla NYU Grossman School of Medicine e al suo Perlmutter Cancer Center.

Il team di ricerca ha in programma il prossimo anno per testare se le diete a basso contenuto di alimenti ricchi di valina, come carne, pesce e fagioli, sono un trattamento efficace in persone con il cancro. Diete a basso contenuto di valina sono facilmente disponibili, dice Thandapani, come sono già utilizzati per trattare gli squilibri acidi nel corpo legati a disturbi genetici che influenzano il metabolismo intestinale.

Senior study investigator Iannis Aifantis, PhD, dice che il disegno di prova sarebbe probabilmente combinare la terapia di dieta con venetoclax, un farmaco già approvato per l'uso negli Stati Uniti per la maggior parte degli altri tipi di leucemia.

Combinazione di droga è importante, dice, perché tali restrizioni dietetiche non sono probabilmente sostenibile a lungo termine. Questo è dovuto al noto potenziale di deperimento muscolare e danni cerebrali da una prolungata carenza di valina.

"Il nostro approccio clinico comporterebbe l'uso di diete a basso contenuto di valina per ridurre il numero di cellule T con leucemia linfoblastica acuta a un livello così basso che i farmaci potrebbero poi efficacemente arrestare la progressione del cancro", dice Aifantis, il Hermann M. Biggs Professor e presidente del Dipartimento di Patologia alla NYU Grossman e Perlmutter.

Aifantis dice che molti elementi di base delle cellule, tra cui proteine, nucleotidi e acidi grassi, sono necessari per il cancro a crescere e diffondersi. Almeno una mezza dozzina di altri aminoacidi, specialmente alti livelli di lisina, sono stati implicati nei tumori, ma il loro ruolo preciso rimane sconosciuto. Egli avverte che le strategie dietetiche da sole per il trattamento del cancro sono state provate per decenni con poche prove scientifiche di qualsiasi beneficio. Dice che c'è bisogno di più ricerca, compreso lo studio clinico pianificato dal team, prima che qualsiasi linea guida di trattamento possa essere raccomandata.

L'American Cancer Society stima che più di 1.500 americani, soprattutto bambini, muoiono ogni anno di leucemia linfoblastica acuta a cellule T. Altri 5.000 saranno diagnosticati di recente. Questo tipo di cancro rappresenta circa un quarto di tutte le leucemie.

Riferimento: "Valine tRNA levels and availability regulate complex I assembly in leukaemia" di Palaniraja Thandapani, Andreas Kloetgen, Matthew T. Witkowski, Christina Glytsou, Anna K. Lee, Eric Wang, Jingjing Wang, Sarah E. LeBoeuf, Kleopatra Avrampou, Thales Papagiannakopoulos, Aristotelis Tsirigos e Iannis Aifantis, 22 dicembre 2021, Nature.

DOI: 10.1038/s41586-021-04244-1

Il sostegno finanziario per lo studio è stato fornito dal National Institutes of Health sovvenzioni P30CA016087, P01 CA229086 e R01 CA228135; la Leukemia & Lymphoma Society; New York State Department of Health programma NYSTEM; e l'American Association for Cancer Research Incyte Corporation Leukemia Research Fellowship.

Aifantis è un consulente per Foresite Labs, una società di investimenti sanitari con sede a San Francisco che ha interessi finanziari nello sviluppo di terapie per la leucemia. Il co-investigatore dello studio Aristotelis Tsirigos, PhD, serve come consulente scientifico per Intelligencia.AI a New York City, una società di software che applica l'apprendimento automatico allo sviluppo di farmaci contro il cancro. I termini di questi accordi sono gestiti in conformità con le politiche della NYU Langone.

Oltre a Thandapani, Aifantis e Tsirigos, altri ricercatori della NYU Langone coinvolti nello studio sono i co-lead investigator Andreas Kloetgen; Matthew Witkowski; e Christina Glytsou; e i co-investigator Anna Lee; Eric Wang, Jingjing Wang; Sarah LeBoeuf; Kleopatra Avrampou; e Thales Papagiannakopoulos.