Jednostavno rečeno
U istraživanju na životinjama, post od 24 sata bio je povezan s većim brojem korisnih bakterija u tankom crijevu i boljom spremnošću crijevnih ćelija za oporavak nakon zračenja. Bakterije su bile važne za uočeni učinak, ali istraživanje još nije pokazalo da isto važi za ljude. Zato njegovi nalazi nisu razlog da osobe oboljele od raka poste tokom liječenja.
Granica između djelotvornog liječenja raka i oštećenja zdravog tkiva može biti uža nego što bismo željeli. Zračenje može uništiti ćelije tumora, ali istovremeno može pogoditi i obližnju crijevnu sluznicu, osjetljivo tkivo koje ima važnu zaštitnu ulogu. Novo istraživanje ukazuje na to da sposobnost sluznice da se oporavi može zavisiti od onoga što se u crijevima dešava prije izlaganja zračenju, uključujući promjene povezane s postom i određenim bakterijama.
Ovi nalazi ne nude gotov način liječenja niti dokazuju da je post siguran ili koristan za pacijente tokom terapije. Ipak, ukazuju na biološki slijed koji vrijedi dalje istražiti: mijenja se zajednica mikroorganizama u crijevima, jedna bakterija proizvodi određenu supstancu, a zatim se u crijevnim ćelijama događaju promjene koje bi mogle pripremiti tkivo za obnovu. Istraživanje je objavljeno u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, a vodili su ga Helen Bionica-Worms, profesorica eksperimentalne radijacijske onkologije, i Kunal Rai, profesor genomske medicine.
Zašto je crijevna sluznica izložena riziku tokom zračenja?
Radioterapija se koristi za liječenje tumora u području abdomena, uključujući rak gušterače, debelog crijeva i rektuma, kao i neke ginekološke karcinome. Zasniva se na usmjeravanju zračenja prema ćelijama tumora kako bi se oštetile, ali određenu dozu mogu primiti i obližnja zdrava tkiva. Zato uspjeh liječenja ne zavisi samo od djelovanja na tumor nego i od toga koliko dobro tijelo podnosi moguće oštećenje okolnih tkiva.
Tanko crijevo posebno je osjetljivo jer je njegova unutrašnja površina prekrivena tankim slojem ćelija koji djeluje kao barijera između sadržaja crijeva i tjelesnih tkiva. Kada se taj sloj ošteti, mogu se javiti mučnina, proljev i infekcije. Teška oštećenja mogu dovesti i do komplikacija opasnih po život, pa se posljedice ne svode samo na privremenu nelagodu.
Mogućnost oštećenja zdravog tkiva može ograničiti i količinu zračenja koju ljekari mogu sigurno primijeniti. Zbog toga je važno pronaći načine da se normalno tkivo zaštiti ili da se ubrza njegov oporavak, a da se pritom ne ugrozi glavni cilj liječenja: kontrola raka. Novo istraživanje bavi se jednim dijelom tog problema — pitanjem mogu li se ćelije crijeva unaprijed pripremiti kako bi nakon povrede bolje reagovale.
Ranije zapažanje dovelo je do novog pitanja
Tim iz laboratorije Helen Bionica-Worms ranije je u istraživanjima prije ispitivanja na ljudima primijetio da je post prije izlaganja zračenju bio povezan s boljim oporavkom crijeva. Međutim, samo opažanje zaštitnog učinka ne objašnjava šta se u tijelu događa niti pokazuje koji su faktori neophodni da bi se taj učinak pojavio. Ostalo je otvoreno pitanje: kako se uzdržavanje od hrane pretvara u stvarnu pripremljenost ćelija tkiva?
U novijem radu istraživači su ustanovili da je post od 24 sata povećao broj bakterija vrste Akkermansia muciniphila u tankom crijevu. Bakterija se u radu skraćeno naziva AKK. Značaj ove promjene nije samo u tome što je bakterija postala brojnija: ona proizvodi i propionat, jedinjenje koje je u istraživanju povezano sa signalima koji pomažu crijevnim ćelijama da uključe procese povezane s obnovom.
Prema tome, nalazi ne prikazuju post kao neposredni prekidač koji pokreće popravak tkiva, nego kao dio niza međusobno povezanih događaja. Promjena u ishrani odvija se uporedo s metaboličkim promjenama i povećanjem broja određene bakterije, a zatim njeni proizvodi utiču na to kako se ćelije pripremaju. Veza između ishrane, mikroorganizama i obnove tkiva tako je složenija od objašnjenja prema kojem zaštitu pruža samo nedostatak hrane.
Kako se signal pretvara u pripremljenost ćelije?
Jedan od koraka koje su istraživači zabilježili povezan je s histonima, proteinima oko kojih su u ćeliji namotani molekuli DNK. Na histonima se mogu nalaziti sitne hemijske oznake koje utiču na to koliko lako ćelija može pristupiti različitim dijelovima svog genetskog materijala. To ne znači da se mijenja sam redoslijed DNK. Riječ je o tome da nekim genima može postati lakše pristupiti, čime se povećava mogućnost da budu aktivirani ili da se njihov rad drugačije reguliše.
Prema istraživanju, propionat, zajedno s drugim metaboličkim promjenama povezanim s postom, mijenja te oznake na histonima. Zbog toga neki dijelovi DNK postaju dostupniji, što ćelijama može pomoći da aktiviraju gene povezane s obnovom tkiva. To se može uporediti s priručnikom u ćeliji: u DNK se ne dopisuju nova uputstva, ali se neke stranice lakše otvaraju i čitaju kada ćelija treba da reaguje.
Istraživački tim zabilježio je i povećanje grupe crijevnih ćelija u kojima su aktivni ovi programi obnove tokom posta. To je važno jer priprema ne podrazumijeva samo kratkotrajnu promjenu okruženja ćelija nego je povezana i s pojavom stanja u kojem su one spremnije za djelovanje. Ako crijevo kasnije bude izloženo zračenju, te ćelije mogu se umnožavati i učestvovati u obnovi oštećene sluznice.
Važno je razlikovati spremnost tkiva za oporavak od sprečavanja same povrede. Zračenje i dalje može oštetiti tkivo, a nalazi opisuju biološki odgovor koji pomaže oporavku, a ne prepreku koja sprečava zračenje da dopre do crijeva. Istraživači ne tvrde ni da ovaj mehanizam garantuje nestanak simptoma ili sprečava sve komplikacije. On nudi moguće objašnjenje za bolju sposobnost obnove u uslovima ispitivanim u studiji.
Uklanjanje bakterije pokazalo je da nije sporedna
Da bi provjerili ulogu bakterije AKK, istraživači nisu samo mjerili njenu zastupljenost nego su je ciljano uklonili i posmatrali šta se potom događa. Kada bakterije nije bilo, post više nije donosio isti učinak na obnovu crijeva kao kada je bila prisutna. Ovaj nalaz povezuje bakteriju s odgovorom, ali ne dokazuje da se svi učinci posta ostvaruju samo preko nje: istraživanje ukazuje i na ulogu drugih metaboličkih promjena.
Eksperiment u kojem su vratili bakteriju dao je dodatno važan rezultat: zaštitni odgovor ponovo se pojavio kada su istraživači vratili bakteriju i istovremeno uveli post. Sama bakterija, kao ni sam post, nisu bili dovoljni da se postigne puni učinak zabilježen kada su djelovali zajedno. To pokazuje da ta dva faktora funkcionišu u zajedničkom kontekstu i da se učinak jednog ne može pretpostaviti bez drugog.
Ovo poređenje objašnjava zašto samo povećanje broja neke vrste mikroorganizama nije dovoljno da se zaključi kako je ona uzrok poboljšanja. Ako se bakterija pojavi nakon posta, ta povezanost može biti slučajna sve dok se ne ispita šta se događa kada bakterije nema, a zatim kada se vrati. Ovim koracima istraživanje je pokazalo da je AKK važan dio odgovora zabilježenog u eksperimentima, ali i da tek treba razjasniti pojedinosti međudjelovanja bakterije, njenih proizvoda i crijevnih ćelija.
Od nalaza iz istraživanja prije ispitivanja na ljudima do mogućeg liječenja
Rezultati su još uvijek dobijeni u istraživanju prije ispitivanja na ljudima i zato se ne mogu neposredno pretvoriti u preporuke za pacijente. Istraživanje nije dokazalo da post od 24 sata štiti crijeva ljudi tokom radioterapije niti je utvrdilo da li bi takav pristup bio siguran ili prikladan za različite pacijente. Liječenje raka može podrazumijevati posebne zdravstvene i prehrambene potrebe, pa eksperiment iz istraživanja ne treba shvatiti kao lični savjet da se posti.
Ipak, put koji je istraživanje otkrilo otvara mogućnosti koje ne zavise samo od uzdržavanja od hrane. Istraživači smatraju da bi razumijevanje uloge bakterije i supstanci koje ona proizvodi moglo jednog dana pomoći u pokretanju sličnih mehanizama obnove na druge načine. Među mogućnostima za buduća istraživanja su primjena korisnih mikroorganizama ili molekula koje oni stvaraju, kao i ispitivanje odgovarajućih promjena u ishrani. Nijedan od tih pristupa ne treba unaprijed smatrati dokazanim liječenjem.
Ovakve mogućnosti važne su i zato što post nije praktičan izbor za svaku osobu oboljelu od raka. Pristup kojim bi se djelovalo na supstancu koju proizvodi bakterija ili na povezani ćelijski signal mogao bi biti primjenjiviji od zahtjeva da pacijenti prestanu jesti. No, prije toga treba utvrditi da li se isti mehanizam javlja kod ljudi te koje bi doze ili uslovi, ako ih ima, bili sigurni i djelotvorni.
Naučnici ispituju i mogućnost da bi slični mehanizmi mogli pomoći drugim zdravim tkivima koja oštećuju terapije protiv raka. Među tkivima koja su privukla pažnju nalazi se koštana srž, u kojoj se nalaze ćelije koje se brzo dijele, a koju liječenje također može oštetiti. Ipak, to je samo buduća mogućnost, a ne rezultat koji je potvrđen ovim istraživanjem. Studija se bavila spremnošću crijevnih ćelija da obnove tkivo nakon oštećenja zračenjem.
Šta bi naredna istraživanja trebalo da utvrde?
Sljedeći korak je utvrditi u kojoj mjeri se nalazi mogu primijeniti na ljude, a zatim ispitati može li se promjenom ovog mehanizma zaista smanjiti oštećenje tkiva bez uticaja na liječenje tumora. Buduća istraživanja morat će istovremeno procijeniti sigurnost i djelotvornost. Zaštita zdravog tkiva jeste važna, ali nema koristi ako nije usklađena sa zahtjevima liječenja raka.
Treba razjasniti i na koji je dio ovog niza najpogodnije djelovati: da li je ključna sama bakterija AKK, propionat koji ona proizvodi ili njeno međudjelovanje s metaboličkim promjenama izazvanim postom? Koliko svaki od tih koraka doprinosi aktiviranju procesa obnove? Odgovori bi mogli pomoći da se od opisa pojave koja nastaje zajedničkim djelovanjem više faktora pređe na osmišljavanje ciljanog postupka koji je moguće pažljivo ispitati.
Istraživanje su vodili Helen Bionica-Worms, profesorica eksperimentalne radijacijske onkologije, i Kunal Rai, profesor genomske medicine, a rezultati su objavljeni u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences. Istraživanje su finansirali National Cancer Institute, u okviru National Institutes of Health, i Cancer Prevention and Research Institute of Texas. Ovaj rad otvara nova pitanja o međudjelovanju ishrane, mikroorganizama i obnove tkiva, ali još ne pokazuje kako bi se nalazi mogli pretvoriti u kliničku praksu.
Zaključak
Istraživanje ukazuje na moguću vezu između posta od 24 sata, povećanja broja bakterija vrste AKK u tankom crijevu i pripreme ćelija za obnovu crijevne sluznice nakon oštećenja zračenjem. Čini se da bakterija i njeni proizvodi, zajedno s drugim promjenama povezanim s postom, pripremaju ćelije putem promjena koje utiču na aktivnost gena, ali ne mijenjaju samu DNK. Nalaz bi mogao pomoći u razumijevanju načina zaštite zdravog tkiva tokom liječenja raka, ali istraživanje je još uvijek provedeno prije ispitivanja na ljudima: ne dokazuje da post koristi pacijentima niti opravdava njegovu primjenu bez odgovarajućih dokaza. U budućnosti bi praktičniji pristup mogao biti djelovanje na bakteriju ili jedinjenja koja proizvodi, nakon što se kod ljudi potvrde sigurnost i djelotvornost tog mehanizma.