microambiente tumorale

Effetto Warburg come target metabolico e nutrizionale al fine di indirizzare nuove strategie terapeutiche antitumorali

Rivista : Anno 47/Numero 2
Autori/Authors : Merendino N.

Sommario

Otto Warburg osservò, negli anni ’20, che le cellule tumorali utilizzavano livelli più elevati di glucosio in presenza di ossigeno: il fenomeno della glicolisi aerobica, definito effetto Warburg è una caratteristica metabolica distintiva delle cellule tumorali. L’inizio e la progressione del tumore richiedono la selezione delle cellule più aggressive e resilienti per alimentare e sostenere proliferazione e sopravvivenza. Le forti pressioni di selezione all’interno del microambiente tumorale selezionano i cloni che possono generare ATP rapidamente, a spese dell’efficienza, fornendo anche i nutrienti necessari per una rapida divisione cellulare. Sebbene l’ipossia sia la ragione principale che causa il flusso glicolitico anormale nelle cellule tumorali, altri fattori come gli oncogeni e le relative vie di segnalazione sono coinvolti nello switch glicolitico nei tumori. Un certo numero di oncoproteine e soppressori tumorali, tra i quali il pathway di segnalazione PI3K/Akt/mTOR, Myc, HIF e p53, sono stati segnalati poiché coinvolti nella regolazione di questo adattamento metabolico che favorisce la crescita tumorale, proliferazione cellulare, angiogenesi e resistenza allo stress. L’ipossia e l’acidosi sono due caratteristiche del microambiente tumorale, dipendenti dalla perfusione del sangue e dal metabolismo glicolitico delle cellule tumorali. Diversi studi hanno dimostrato che i fattori correlati alla dieta possono essere coinvolti nello sviluppo e nella progressione del cancro. Per questi motivi, l’interesse dei ricercatori negli ultimi anni è volto ad un possibile ruolo di diete specifiche, come la dieta chetogenica, per il trattamento del cancro, come componente additivo e concomitante, durante le terapie standard di cura. È sempre più evidente che la dieta chetogenica possa anche essere vantaggiosa come terapia adiuvante, terapia cioè, che potenzi l’effetto antitumorale di radio e chemioterapia. L’efficacia e i benefici delle diete chetogeniche (KDs) nelle malattie oncologiche rimangono tuttavia un argomento controverso nell’oncologia. Nei modelli animali, la restrizione calorica e la KD sembrano esercitare effetti negativi sulla crescita del tumore. Nell’uomo, le evidenze suggeriscono il potenziale ruolo di una dieta a basso contenuto di carboidrati nella prevenzione e nel trattamento di gliomi maligni, BCs, tumori del colon, tumori della testa e del collo. I potenziali effetti positivi che una KD può avere sul trattamento del cancro giustificano la necessità di studi clinici ben progettati per chiarire meglio i meccanismi con cui questo approccio dietetico influenza lo stato nutrizionale, la prognosi del cancro e la salute in generale. Futuri trials controllati forniranno evidenze più marcate pro o contro l’ipotesi dell’effetto anti-tumorale.

Abstract

The onset and progression of the tumor requires selection of the most aggressive and resilient cells to sustain proliferation and survival. The strong selection pressures within the tumor microenvironment select clones that can generate ATP rapidly, at the expense of efficiency, while also providing the nutrients necessary for rapid cell division. Although hypoxia is the main reason for abnormal glycolytic flow in tumor cells, other factors such as oncogenes and related signaling pathways are involved in the glycolytic switch in tumors. A number of oncoproteins and tumor suppressors, including the PI3K / Akt / mTOR, Myc, HIF and p53 signaling pathway, have been reported as involved in regulating this metabolic adaptation that promotes tumor growth, cell proliferation, angiogenesis and resistance to stress. Hypoxia and acidosis are two characteristics of the tumor microenvironment, dependent on blood perfusion and glycolytic metabolism of tumor cells. Several studies have shown that diet-related factors can be involved in the development and progression of cancer. For these reasons, the interest of researchers in recent years is aimed at a possible role of specific diets, such as the ketogenic diet, for the treatment of cancer, as an additive and concomitant component, during standard treatment therapies. It is increasingly evident that the ketogenic diet can also be advantageous as an adjuvant therapy, ie, that enhances the antitumor effect of radio and chemotherapy. The efficacy and benefits of ketogenic diets (KDs) in oncological diseases, however, remain a controversial topic in oncology. In animal models, caloric restriction and KD appear to exert negative effects on tumor growth. In humans, the evidence suggests the potential role of a low carbohydrate diet in the prevention and treatment of malignant gliomas, BCs, colon tumors, head and neck cancers. The potential positive effects that a KD can have on cancer treatment justify the need for well-designed clinical studies to better clarify the mechanisms by which this dietary approach influences nutritional status, cancer prognosis and health in general. Future controlled trials will provide more pronounced evidence for or against the hypothesis of the anti-tumor effect.

 

 

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