به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، گلیوبلاستوماها کشنده‌ترین نوع تومور بدخیم مغزی هستند و بیشتر بیمارانی که به این بیماری مبتلا می‌شوند، تنها یک یا دو سال زنده می‌مانند. در این تومورها، سلول‌های طبیعی مغز تهاجمی می‌شوند، به سرعت رشد می‌کنند و به بافت‌های اطراف حمله می‌کنند. سلول‌های سرطانی حاصل از نظر متابولیکی با سلول‌های سالم مجاور خود متفاوت هستند. علیرغم درمان‌های استاندارد مراقبتی از جمله برداشتن جراحی، پرتودرمانی (RT) و شیمی‌درمانی تموزولومید (TMZ)، GBMها همواره عود می‌کنند و اکثر بیماران در عرض 1 تا 2 سال پس از تشخیص می‌میرند. نتایج ضعیف عمدتاً به دلیل مقاومت به درمان است، و ناهمگونی گسترده تومور، اثربخشی درمانی را محدود می‌کند، اما می‌توان با تعریف و هدف قرار دادن آسیب‌پذیری‌های متابولیکی رایج GBM که باعث مقاومت می‌شوند، بر آنها غلبه کرد.

درک فعالیت متابولیکی در تومورها برای هدایت مناسب درمان متابولیکی بسیار مهم است. در حالی که رویکردهایی مانند توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) با آنالوگ‌های گلوکز، طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی و متابولومیکس می‌توانند جذب گلوکز و فراوانی متابولیت را اندازه‌گیری کنند، ردیابی ایزوتوپ پایدار مستقیماً فعالیت متابولیکی را رصد می‌کند. برای تعیین چگونگی متابولیزه شدن متفاوت مواد مغذی، سوبستراهای حاوی ایزوتوپ‌های سنگین (اما غیر رادیواکتیو) به متابولیت‌های پایین‌دست ردیابی می‌شوند و مشخص می‌شود که کدام مسیرها تحت شرایط مختلف فعال هستند. اعمال این روش در سرطان‌های انسانی، اکسیداسیون گلوکز سرکوب‌شده در سرطان کلیه و افزایش استفاده از لاکتات، گلیکولیز و اکسیداسیون گلوکز در سرطان ریه را نشان داده است. کاربردهای محدود این فناوری در سرطان مغز انسان نشان داده است که چرخه اسید تری‌کربوکسیلیک (TCA) فعال است و می‌تواند توسط گلوکز و استات تقویت شود. اینکه مسیرهای دیگر در گلیوما چقدر فعال هستند، این فعالیت چگونه با بافت مغز مجاور متفاوت است و قابلیت ردیابی درمانی آن سوالات بی‌پاسخی هستند.

برای پاسخ به این سوالات، محققان مواد مغذی نشان‌دار شده با ایزوتوپ را به بیماران مبتلا به گلیوماهای درجه بالا و موش‌های دارای GBMهای ارتوتوپیک تزریق کردیم و متابولیسم آنها را در مسیرهای پایین‌دست در بافت سرطانی و قشر مغز دنبال کردند. آنها این اندازه‌گیری‌ها را با مدل‌های شار متابولیک جفت کرده تا میزان مطلق واکنش‌های متابولیکی درون‌تنی را تعیین کنند. محققان دریافتد که سرطان‌های مغزی تهاجمی، استفاده از کربن گلوکز را از فرآیندهای فیزیولوژیکی، از جمله اکسیداسیون چرخه TCA و سنتز انتقال‌دهنده‌های عصبی اسید آمینه، تا حدی با نجات مواد مغذی مانند سرین از محیط، دور می‌کنند. در عوض، آنها ترجیحاً از کربن‌های گلوکز برای سنتز نوکلئوتیدهای مورد نیاز برای رشد استفاده می‌کنند. همچنین این تنظیم متابولیکی انعطاف‌پذیر است، به طوری که GBMها به طور تطبیقی ​​این مسیرها را در پاسخ به درمان افزایش می‌دهند. محدود کردن منابع کربن جایگزین با تعدیل رژیم غذایی، متابولیسم GBM را از تولید زیست توده دور می‌کند و اثربخشی شیمی‌درمانی-پرتودرمانی را افزایش می‌دهد. در مجموع، این مطالعات اندازه‌گیری‌های جامعی را ارائه می‌دهند که فعالیت متابولیکی را در تومورهای مغزی با بافت قشری مجاور مقایسه می‌کنندکه می‌توان با مداخلات دقیق غذایی به صورت انتخابی هدف قرار داد. این تیم تحقیقاتی، کشف کرد که تومورهای مغزی در نحوه مصرف برخی مواد مغذی در رژیم‌های غذایی متفاوت هستند. محققان،رژیم غذایی را در مدل‌های موش تغییر داده و توانستند رشد این تومورها را به طور قابل توجهی کند و مسدود کنند.

تفاوت مصرف قند  سلول‌های سرطانی مغز در مقایسه با سلول‌های سالم

متابولیسم فرآیندی است که بدن ما مولکول‌هایی مانند کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها را تجزیه می‌کند تا سلول‌های ما بتوانند از آنها استفاده کنند یا مولکول‌های جدیدی بسازند. اگرچه هم سلول‌های مغز و هم سلول‌های سرطانی به قند وابسته هستند، محققان درنظر داشتند که آیا آنها از قند به طور متفاوتی استفاده می‌کنند یا خیر. آنها مقادیر کمی قند نشاندار شده را به موش‌ها و مهمتر از همه، به بیماران مبتلا به تومورهای مغزی تزریق کردند تا نحوه استفاده از آن را دنبال کنند. مغز، قند را به تولید انرژی و انتقال‌دهنده‌های عصبی برای تفکر و سلامت هدایت می‌کند، اما تومورها قند را برای تولید مواد برای سلول‌های سرطانی بیشتر هدایت می‌کنند. این تیم دریافت که بافت‌های سالم از قندها برای تولید انرژی و ساخت مواد شیمیایی استفاده می‌کنند که به مغز اجازه می‌دهد به درستی عمل کند. از سوی دیگر، گلیوبلاستوماها این فرآیندها را خاموش کرده و در عوض قند را به مولکول‌هایی مانند نوکلئوتیدها - بلوک‌های سازنده DNA و RNA - تبدیل می‌کنند که به آنها کمک می‌کند رشد کنند و به بافت‌های اطراف حمله کنند.

بهبود نتایج درمان موش‌ها بواسطه رژیم‌های غذایی محدود از اسید آمینه

محققان همچنین متوجه تفاوت‌های مهم دیگری شدند. مغز طبیعی از قند برای ساخت اسیدهای آمینه، واحدهای سازنده پروتئین‌ها، استفاده می‌کرد. با این حال، به نظر می‌رسید که سرطان‌های مغز این مسیر را خاموش می‌کنند و در عوض این اسیدهای آمینه را از خون جمع‌آوری می‌کنند. این یافته محققان را بر آن داشت تا بررسی کنند که آیا کاهش سطح اسیدهای آمینه خاص در خون می‌تواند بدون تأثیر بر مغز طبیعی، بر سرطان مغز تأثیر بگذارد یا خیر. آنها آزمایش کردند که آیا موش‌هایی که با رژیم غذایی محدود از اسید آمینه تغذیه شده بودند، نتایج درمانی بهتری داشتند یا خیر. وقتی اسیدهای آمینه سرین و گلیسین در موش‌ها حذف شد، پاسخ آنها به پرتودرمانی و شیمی‌درمانی بهتر بود و تومورها کوچکتر از موش‌های کنترلی بودند که با سرین تغذیه شده بودند. بر اساس اندازه‌گیری‌های آنها در موش‌ها، این تیم همچنین مدل‌های ریاضی ساخت که می‌توانند نحوه استفاده از گلوکز را در مسیرهای مختلف ردیابی کنند، که می‌تواند به شناسایی سایر اهداف دارویی کمک کند. در یک مغز طبیعی، جذب اسید آمینه سرین از خون مانند یک جاده کند است. اما سرطان مغز مانند یک بزرگراه شلوغ است و به محققان این فرصت را می‌دهد که سرطان را به صورت انتخابی هدف قرار دهند. این تیم در حال کار بر روی راه‌اندازی آزمایش‌های بالینی است تا بررسی کند که آیا رژیم‌های غذایی تخصصی که سطح سرین خون را محدود می‌کنند، می‌توانند به بیماران گلیوبلاستوما نیز کمک کنند یا خیر.

پایان مطلب./