Кетогенная диета ингибирует колоректальный рак у мышей

Колоректальный рак (CRC) — третья по частоте форма рака в мире, каждый год от него умирает более 880 000 людей (по данным на 2018 год). Среди факторов риска CRC злоупотребление алкоголем и красным мясом, диета с низким содержанием клетчатки и высоким содержанием сахара. Однако до сих пор было неясно, существуют ли диеты, сдерживающие или предотвращающие канцерогенез.

Команда ученых из США решила проверить, как различные диеты влияют на развитие колоректального рака. В работе использовались модельные мыши, у которых CRC индуцировали инъекцией азоксиметана и декстран-сульфатом натрия.

Ученые обнаружили, что мыши на диете с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров очень устойчивы к развитию колоректальной опухоли. Две кетогенные диеты с 90-процентным содержанием жира и низким содержанием углеводов (в одной использовалось свиное сало, а в другой — кулинарный жир Crisco, состоящий в основном из соевого масла) предотвращали развитие опухоли у большинства мышей. Когда на такие диеты переводили мышей с уже развившейся опухолью, ее рост замедлялся.

Более детальный анализ показал, что на фоне низкоуглеводных диет снижается пролиферация эпителиальных клеток толстой кишки. Высокое потребление жира на фоне недостатка углеводов приводит к выработке печенью кетоновых тел — ацетоацетата и бета-гидроксибутирата (BHB), которые используются организмом в качестве источника энергии. Ученые предположили, что именно кетоновые тела обеспечивают замедление роста эпителия и, соответственно, развитие опухоли. Эксперименты на органоидах, полученных из клеток кишечника мышей, показали, что такой эффект дает только BHB.

Авторы секвенировали РНК органоидов, обработанных BHB, и выяснили, что эта молекула изменяет экспрессию генов. Она активирует поверхностный рецептор Hcar2, это стимулирует экспрессию регулятора транскрипции Hopx, и в итоге пролиферация клеток замедляется. В эксперименте это выражалось в медленном росте органоидов.

Эксперименты с органоидами из клеток здорового человеческого кишечного эпителия дали такой же результат за счет аналогичного молекулярного механизма. На опухолевые клетки BHB действовал в том случае, если они экспрессировали гены Hcar2 и Hopx.

Результаты исследования могут помочь в борьбе с колоректальным раком. Существуют пищевые добавки BHB, однако прежде чем рекомендовать их пациентам, необходимо провести клинические испытания. Именно это планируют сделать авторы работы.