Consumul mai mic de calorii ajută la recuperarea după accidentare

Reducerea calorică pe termen scurt înainte de chimioterapie și radioterapie atenuează distrugerea gastro-intestinală prin activarea celulelor stem de rezervă.

Se știe că aportul caloric, care furnizează substanțele nutritive necesare, dar este redus cu 40% comparativ cu cantitatea normală de calorii, crește durata de viață în experimentele pe animale și reduce incidența bolilor cronice legate de vârstă. În zilele noastre, s-a arătat, de asemenea, că atunci când animalele sunt hrănite cu alimente cu calorii reduse după leziuni, multe dintre tipurile lor de țesut se regenerează mai bine. Cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania au reușit să arate ce mecanism stă la baza capacității crescute a țesuturilor intestinale de a se regenera datorită restricției de calorii.

Ca urmare a aportului caloric redus, leziunile dăunătoare ADN-ului, care apar și cu radioterapie și chimioterapie, sunt regenerate mai eficient printr-un tip special de celule stem (celule stem de rezervă), astfel încât aportul caloric redus de pre-tratament atenuează și efectele secundare dintre aceste tipuri de terapii anticanceroase. După cum remarcă autorii unui studiu publicat în Stem Cell Reports (Maryam Yousefi și colab., Restricția caloriilor guvernează regenerarea epitelială intestinală prin reglarea autonomă a celulei a mTORC1 în celulele stem de rezervă), rezultatele lor ar trebui să aibă o consecință imediată asupra dietei pacienților. tratate cu agenți care dăunează ADN-ului.

Cercetătorii explică faptul că efectele benefice ale reducerii caloriilor nu sunt în discuție, dar până acum mecanismul celular și molecular din spatele efectului nu a fost clarificat. Cercetările anterioare au examinat efectul restricției de calorii asupra celulelor stem intestinale active responsabile de reînnoirea zilnică a țesuturilor, cu toate acestea, aceste celule în sine sunt foarte sensibile la agenții care dăunează ADN-ului, astfel încât cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania au emis ipoteza că aceste celule nu mediază caloricul. -reducerea efectului regenerativ.

În loc de celule stem active, Yousefi și colegii săi au început să studieze celulele stem de rezervă care în mod normal dormeau și, astfel, nu erau expuse chimioterapiei și radioterapiei. Aceste celule stem de rezervă se „trezesc” după efectele uciderii celulelor stem active și încep regenerarea leziunilor din ele. În experimentele efectuate pe șoarece, cercetătorii au comparat regenerarea post-iradiere a mucoasei intestinale a animalelor hrănite moderat și cu restricții calorice: după o reducere cu 40% a aportului caloric, de cinci ori mai multe celule stem au putut fi detectate în tractul intestinal al șoarecilor decât la șoareci hrăniți în mod normal. Când cercetătorii au ucis selectiv celulele stem de rezervă la șoarecii săraci, calitatea mucoasei intestinale de a se regenera a fost redusă la jumătate, dovedind rolul celulelor stem de rezervă în efectul pozitiv al restricției calorice.

Pentru a clarifica mecanismul, cercetătorii au comparat în continuare ce gene sunt active în celulele stem de rezervă de la animale normale și, respectiv, sărăcite în calorii. Rezultatul a arătat că căile reglementate de cel mai cunoscut sistem de detectare a nutrienților, complexul proteic mTOR, au fost inhibate în celulele stem ale animalelor sărace în calorii (activitatea mTOR a fost deja scăzută în celulele stem de rezervă, care a fost redusă în continuare de calorii restricţie). Cercetătorii au arătat, de asemenea, o corelație: cu cât activitatea mTOR este mai scăzută în celulele stem, cu atât animalul a fost mai capabil să reziste rănilor.

După cum explică cercetătorii, regenerarea necesită activarea complexului mTOR la sfârșitul efectului advers, iar la animalele care consumă o dietă cu calorii reduse, această activare este mai mare decât la omologii lor hrăniți în mod normal. Adică, ca urmare a reducerii caloriilor, celulele stem de rezervă devin și mai latente, ceea ce le protejează de efectul dăunător al ADN-ului, iar apoi sunt capabile să se activeze într-o măsură mai mare decât celulele stem de rezervă care nu au fost supus restricției calorice.

Utilizând aminoacidul care activează mTOR, leucina și rapamicina, care inhibă mTOR, cercetătorii au demonstrat că mTOR reglează activarea celulelor stem de rezervă: leucina a determinat proliferarea celulelor stem, în timp ce rapamicina a inhibat activarea lor și leucina. mai sensibile la efectele iradierii și țesuturile lor regenerate mai puțin slab după rănire, în timp ce rapamicina proteja celulele stem deoarece acestea erau mai predispuse să rămână adormite după tratamentul prealabil cu rapamicină.

Cu toate acestea, rapamicina nu trebuie utilizată ca o alternativă la reducerea caloriilor, deoarece inhibarea celulelor stem pe care o induce persistă după apariția rănirii, adică nu se poate produce regenerarea. Cu toate acestea, inhibarea mTOR indusă de reducerea caloriilor este reversibilă și are ca rezultat chiar o regenerare mai rapidă după vătămare și, prin urmare, poate fi un instrument eficient în tratamentul pacienților cu tumori expuși la agenți care dăunează ADN-ului și în tratamentul disbiozei microbiomului și a leziunii cu ischemie-reperfuzie intestinală.