Một thuốc làm chậm sự phát triển của ung thư đã cho thấy làm tăng nồng độ hormone insulin. Sự tăng nồng độ insulin này làm giảm hiệu quả của thuốc, nhưng một chế độ ăn uống làm giảm insulin có thể làm tăng lợi ích của việc điều trị ở chuột.
Hầu hết các nghiên cứu về nguyên nhân kháng thuốc điều trị ung thư đều tập trung vào chính khối u. Tuy nhiên, một số cơ chế kháng thuốc có thể liên quan sự thay đổi ở vật chủ nhiều hơn là ung thư. Có khả năng các yếu tố thuộc về chế độ ăn uống đã ảnh hưởng đến kết quả của một số phương pháp điều trị ung thư. Hopkins và cộng sự đã cung cấp bằng chứng chỉ ra rằng các loại thuốc ung thư ức chế protein tín hiệu PI3K có hiệu quả tốt hơn đáng kể ở chuột nếu chúng đang theo một chế độ ăn uống giúp giữ mức insulin thấp.
Việc ức chế tín hiệu PI3K trong các tế bào ung thư rất được quan tâm, bởi vì các đột biến gây ra sự hoạt hóa quá mức tín hiệu này phổ biến ở nhiều loại ung thư 1. Ngành công nghiệp dược phẩm đã đầu tư mạnh vào việc phát triển các loại thuốc ức chế đường truyền tín hiệu PI3K, nhưng hầu hết các thử nghiệm lâm sàng đối với các thuốc này chỉ mang lại những lợi ích khiêm tốn.
Các tác giả đưa ra một quan điểm mới về tác động ức chế PI3K thông qua việc xét đến thực tế là các chất ức chế này không chỉ nhắm vào các tế bào ung thư, mà còn tác động lên các mô điều hòa lượng glucose trong máu. Trong điều hòa glucose, insulin được tiết ra bởi các tế bào beta của tuyến tụy khi lượng đường trong máu tăng lên. Sự gắn kết của insulin với các thụ thể trên các tế bào đích sẽ kích hoạt đường truyền tín hiệu PI3K trong gan, cơ và mỡ, gây ra những thay đổi trong sản xuất và hấp thu glucose làm giảm nồng độ glucose trong máu.
Các tế bào ung thư thường cũng biểu hiện các thụ thể insulin, và giống như các tế bào bình thường khác, tín hiệu thông qua thụ thể insulin sẽ kích hoạt đường truyền tín hiệu PI3K. Tuy nhiên, trong các tế bào ung thư, việc kích hoạt đường truyền tín hiệu sẽ làm tăng sự tăng sinh tế bào và giảm sự chết tế bào thay vì tác động đến sự điều hòa lượng glucose trong máu.
Kết quả của Hopkins và cộng sự xác nhận các báo cáo trước đây 2–4 rằng các chất ức chế PI3K làm tăng đường huyết bằng cách ngăn chặn dòng tín hiệu của thụ thể insulin trong các mô tham gia điều hòa glucose trong máu. Các tác giả tiếp tục cho thấy sự tăng glucose trong máu này làm tăng đáng kể nồng độ insulin trong máu. Sự gia tăng insulin này có thể là do đáp ứng của các tế bào beta tuyến tụy với nồng độ glucose trong máu cao thông qua việc tiết thêm insulin để khôi phục mức đường huyết bình thường. Các tác giả phát hiện ra rằng, trong các tế bào ung thư biểu hiện thụ thể insulin, sự gia tăng insulin này đủ làm tăng dòng tín hiệu của thụ thể insulin để kích hoạt PI3K và vượt qua hoạt động của chất ức chế PI3K (Hình 1). Điều này làm giảm hiệu quả điều trị của thuốc và cho phép các tế bào ung thư tăng sinh bất chấp điều trị bằng thuốc.
Hơn nữa, Hopkins và cộng sự còn cho thấy kết hợp một chất ức chế PI3K với một dược phẩm hoặc chế độ ăn uống làm hạ glucose máu sẽ giảm sự tăng insulin gây ra do thuốc, và điều này làm tăng hiệu quả của các chất ức chế PI3K trong việc làm chậm sự phát triển của ung thư, so với hiệu quả của thuốc ở động vật không nhận được can thiệp giảm glucose. Sự can thiệp hiệu quả nhất được thử nghiệm là một chế độ ăn ít carbohydrate, có hàm lượng chất béo cao được gọi là chế độ ăn ketogenic, giúp cải thiện hoạt động của chất ức chế PI3K ở mức cao hơn so với thuốc metformin. Đáng chú ý, các tác giả nhận thấy rằng chế độ ăn ketogenic trong trường hợp không có thuốc ức chế sẽ không kìm hãm được sự phát triển ung thư ở chuột. Thử nghiệm lâm sàng giai đoạn đầu cũng chỉ ra rằng áp dụng đơn độc chế độ ăn uống này không cải thiện tỷ lệ sống của bệnh nhân ung thư 5.
Phát hiện của Hopkins và cộng sự rất quan trọng vì đã xác định được một cơ chế kháng thuốc điều trị ung thư dựa trên đáp ứng nội tiết tố của vật chủ, thay vì những biến đổi trong tế bào ung thư. Nghiên cứu trước đây 6 chỉ ra rằng mức insulin cao liên quan đến béo phì có thể làm tăng nguy cơ ung thư hoặc tiên lượng xấu đi. Nghiên cứu của Hopkins và cộng sự cho thấy một liên quan bổ sung giữa insulin và ung thư bằng cách làm sáng tỏ cơ chế mà trong đó hormone này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của thuốc điều trị ung thư.
Một số loại thuốc ức chế PI3K chỉ chặn phiên bản delta của protein được tìm thấy trong các bệnh ung thư máu, chứ không có trong các khối u rắn hoặc trong các cơ quan điều hòa lượng đường trong máu. Những thuốc ức chế này có lẽ không làm tăng đáng kể nồng độ insulin trong máu, vì vậy cơ chế kháng thuốc được mô tả bởi Hopkins và cộng sự không xảy ra. Trong trường hợp này, nó có thể giúp giải thích tại sao loại chất ức chế PI3K đặc biệt này là loại đầu tiên cho thấy đầy đủ hoạt tính trong các thử nghiệm lâm sàng để được chấp thuận cho sử dụng trên lâm sàng.
Hopkins và cộng sự cung cấp một cơ sở vững chắc để nghiên cứu các phương pháp tiếp cận chế độ ăn uống hoặc dược phẩm để giảm tín hiệu insulin trong ung thư nhằm nâng cao hiệu quả của các chất ức chế PI3K. Dữ liệu của các tác giả chỉ ra rằng những nỗ lực trước đây 7 nhằm dự đoán hiệu quả của nhóm thuốc này thông qua việc kiểm tra các đặc điểm khối u sẽ bỏ qua yếu tố nồng độ insulin của vật chủ.
Sự biến thiên đáng kể giữa các bệnh nhân trong đáp ứng với các loại thuốc chống ung thư thường xảy ra ngay cả ở những bệnh nhân có khối u với các bất thường di truyền tương tự nhau. Cùng với một nghiên cứu khác chứng minh rằng chế độ ăn giàu axit amin histidin có thể làm tăng hiệu quả của thuốc chống ung thư methotrexate 8, nghiên cứu của Hopkins và cộng sự ủng hộ ý tưởng rằng sự khác biệt về chế độ ăn uống có thể góp phần vào sự khác biệt trong việc đáp ứng với phương pháp điều trị. Bây giờ chúng ta đã có cơ sở để tiến hành nghiên cứu lâm sàng để xác định xem liệu hiệu quả của một số loại thuốc điều trị ung thư có thể được cải thiện bằng cách kết hợp chúng với các chế độ ăn cụ thể không.
[spoiler title=’Tài liệu tham khảo’ style=’orange’ collapse_link=’false’]1. Fruman, D. A. et al.Cell 170, 605–635 (2017).
2. Gallagher, E. J. et al. Oncogene 31, 3213–3222 (2012).
3. Chi, M., Ye, Y., Zhang, X. D. & Chen, J. Drug Design Dev. Ther. 8, 255-262 (2014).
4. Blouin, M. J., Zhao, Y., Birman, E. & Pollak, M. Eur. J. Cancer 48(Suppl. 5), S151 (2012).
5. Erickson, N., Boscheri, A., Linke, B. & Huebner, J. Oncol.34, 72 (2017).
6. Klil-Drori, A. J., Azoulay, L. & Pollak, M. N. Nature Rev. Clin. 14, 85–99 (2017).
7. O’Brien, C. et al. Cancer Res. 16, 3670–3683 (2010).
8. Kanarek, N. et al.Nature 559, 632–636 (2018).[/spoiler]
