Кетогенна дієта покращує прогноз на мишачих моделях дисемінації очеревини без пухлини
Ейдзі Касумі
1 EN Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd., R&D Laboratories, 4-3-5 Nimaibashi, Hanamaki, Iwate 025-0312, Японія
Норіфумі Сато
1 EN Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd., R&D Laboratories, 4-3-5 Nimaibashi, Hanamaki, Iwate 025-0312, Японія
Анотація
Вступ
Перитонеальний карциноматоз являє собою важку форму метастатичного прогресування раку, яка спостерігається у 10–35% хворих на рак прямої кишки та у 50% хворих на рак шлунка. (1) Отримана перитонеальна дисемінація є найпоширенішим і найважчим клінічним симптомом, що призводить до поганого прогнозу. (2) Перитонеальна дисемінація спостерігається приблизно у 10% хворих на колоректальний рак, і це викликає асцит, сильну втому, дискомфорт у животі, біль у животі та непрохідність кишечника, при 5-річному рівні виживання менше 10%. (3,4) Слід зазначити, що пацієнти з непрохідністю кишечника, спричиненою дисемінацією очеревини, що походить від раку прямої кишки як первинного ураження, мають гірший прогноз із середнім значенням виживання приблизно 3 місяці, навіть після хірургічного лікування. (5)
Нещодавно повідомлялося, що загальна медіана виживання хворих на дисемінацію очеревини, які отримували гіпертермічну внутрішньоочеревинну хіміотерапію, яка поєднує циторедукційну хірургію та нагріту хіміотерапію в очеревинній порожнині, становила 19,2 місяця, а 3-річна та 5-річна виживаність становили 39% і 19% відповідно. (6) Хоча прогноз у пацієнтів з перитонеальною дисемінацією, отриманою від колоректального раку, покращився завдяки розробці нових методів лікування, все ще необхідні більш ефективні методи лікування.
Зосередившись на вищезазначених механізмах метаболізму раку, ми висунули гіпотезу, що кетогенна дієта покращить стан захворювання при перитонеальному розповсюдженні шляхом постачання кетонових тіл як джерела енергії та зменшення надходження глюкози до ракових клітин. Крім того, оскільки кетонові тіла інгібують гістондеацетилазу, (13) вони можуть чинити подібний ефект, як Вориностат, (14) протираковий засіб. Незважаючи на те, що попередні дослідження продемонстрували ефективність кетогенної дієти проти раку в експериментах на тваринах або невеликих клінічних випробуваннях, про її використання не повідомлялося для рефрактерних видів раку, зокрема перитонеального поширення.
Тут ми демонструємо, що кетогенна дієта продовжувала виживаність моделі поширення очеревини миші. Несподівано кетогенна дієта не мала протиракового ефекту проти пухлин очеревини in vivo, незважаючи на зниження рівня глюкози та підвищення рівня кетонових тіл у крові. Крім того, кетонові тіла не впливали на ріст клітин раку товстої кишки in vitro. Хоча ми не підтвердили свою гіпотезу, ми виявили, що кетогенна дієта різко зменшила затримку асциту, пов'язану з дисемінацією в очеревині. Отримані нами дані вказують на те, що кетогенна дієта може бути новою потенційною терапією для поширення очеревини.
Матеріали і методи
Тварини
Самці 5-тижневих мишей BALB/c (CLEA Japan, Inc., Токіо, Японія) утримувались у дротяних клітках при контрольованій температурі (23 ± 3 ° C) та вологості (50 ± 20%) з 12-годинний цикл світло-темрява. Мишей годували комерційною лабораторною чау, і їм дозволяли пити воду ad libitum приблизно за тиждень до початку експериментів. Усі експерименти на тваринах відповідали рекомендаціям з догляду та використання лабораторних тварин, встановлених Комітетом з використання та догляду за тваринами EN Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.
Культура клітин та експериментальна модель миші для дисемінації в очеревині
Клітинна лінія ободової кишки 26 була придбана у RIKEN BioResource Center (Цукуба, Японія). Клітини ободової кишки культивували в середовищі RPMI-1640, доповненій 10% фетальної бичачої сироватки, 2 мМ 1 -глутаміну, 100 ОД/мл пеніциліну та 100 мкг/мл стрептоміцину під 5% СО2 на повітрі при температурі 37 ° C. Культивовані клітини товстої кишки 26 збирали за допомогою Accutase (Nacalai Tesque, Inc., Кіото, Японія) і готували у вигляді суспензії клітин у концентрації 5 × 10 6 клітин/мл у солі, забуференному фосфатом (PBS). Мишам внутрішньочеревно інокулювали 0,1 мл суспензії клітин за допомогою голки 26 G.
Експериментальний дизайн
Після щеплення пухлини мишей випадковим чином розподіляли на дві групи і годували кетогенною дієтою або звичайною дієтою (табл. 1) за бажанням. Проводили аналіз виживання та реєстрували показники здоров’я мишей за такими параметрами: зовнішність 0–2, природна поведінка 0–3, спровокована поведінка 0–3 та стан тіла 1–5 згідно з методом Пастера та ін. . (15) Мишей із загальним балом 3 або менше було евтаназовано гуманно і реєстрували час їх виживання.
Таблиця 1
Склад регулярних та кетогенних дієт, що використовуються у цьому дослідженні
| Казеїн | 20.3 | 14.4 |
| Соєва олія | 7,0 | 72.4 |
| Декстрин | 63.2 | 3.7 |
| Мінеральна суміш AIN-93G | 3.5 | 3.5 |
| Вітамінна суміш AIN-93 | 1.0 | 1.0 |
| Целюлоза | 5.0 | 5.0 |
Звичайна дієта грунтувалася на складі AIN-93G. Кетогенна дієта складалася з порошкоподібної олії, отриманої сублімаційною сушкою емульсії казеїну та соєвої олії, яку могли їсти тварини. Всі інгредієнти були придбані у Oriental Yeast Co., Ltd. (Токіо, Японія).
Щоб детально дослідити вплив кетогенної дієти на умови захворювання перитонеальної моделі поширення, мишей, що несуть пухлинні клітини, годували експериментальною дієтою ще 15 днів як окремий експеримент. Нарешті, всіх мишей евтаназували, а пухлини, асцитну рідину та тканини збирали та зважували.
Вимірювання крові
У день розтину з порожнистої вени брали зразки крові під наркозом із ізофлураном. Для клінічного хімічного аналізу всі зразки крові центрифугували при 1500 × g протягом 15 хв при 4 ° C, після чого збирали сироватку. β-OHB вимірювали за допомогою Precision Xceed (Abbott Japan Co., Ltd., Токіо, Японія). Гематологічний аналізатор XT-1800iV (SYSMEX Corp., Hyogo, Японія) та аналізатор клінічної хімії (Fuji Drichem 3500V, FUJIFILM Medical Co. Ltd., Токіо, Японія) використовувались для гематологічної оцінки та хімічної сироватки крові відповідно до інструкцій виробника.