Hamowanie MMP-9, enzymu odpowiedzialnego za przerzuty nowotworowe, przy pomocy warzyw strączkowych
Chociaż wydajemy miliardy dolarów na nowe, wymyślne rodzaje chemioterapii, przewiduje się, że przelewający się zlew w postaci wydatków na leczenie nowotworów w ciągu następnych kilkudziesięciu lat przelewać się będzie o ok. 70% bardziej [1]. Stosowane obecnie leki służą bowiem jedynie wycieraniu wody z podłogi, nie pozwalają jednak zakręcić kranu. Ze względu na skutki uboczne i koszt leków nie da się raczej stosować w profilaktyce raka [1]. Jednak istnieją niepodważalne dowody, że zarówno w walce z nowotworami jak i w ich profilaktyce skuteczne są związki bioaktywne obecne w nieprzetworzonych produktach roślinnych [1].
W jednym z poprzednich artykułów mówiliśmy o wpływie żywienia na dziesięć właściwości raka [2]. W dużym uproszczeniu, dowody naukowe wskazują na istotne znaczenie jak najmniejszego spożycia produktów odzwierzęcych i, być może przede wszystkim, jak największego spożycia produktów roślinnych [3]. Wśród produktów najbardziej dobroczynnych wyróżnić można owoce (szczególnie owoce jagodowe), warzywa (szczególnie warzywa zielone), warzywa strączkowe (takie jak fasola, groch, ciecierzyca, czy soczewica), orzechy i nasiona (szczególnie siemię lniane), grzyby, cebulę, czosnek, zioła i przyprawy (np. kurkumę) oraz w kategorii napojów, zieloną herbatę [3].
Niewykluczone, że chemioterapia nie radzi sobie nawet z tym metaforycznym wycieraniem wody. Leki przeciwnowotworowe przyczyniają się do pogorszenia jakości życia pacjentów i często tego życia im nawet nie wydłużają [4]. Ludzie płacą więc za te leki, niejednokrotnie sprzedając w tym celu swoje domy, po to tylko, żeby zmienić swoje życie na gorsze, i to jeszcze całkowicie na darmo. Według niektórych ekspertów jednym z wymogów do zatwierdzenia leku przeciwnowotworowego powinno być udowodnione działanie wydłużające życie pacjentów o co najmniej 3 miesiące [4]. Tylko co jeśli w obliczu takich żądań producenci chemioterapii całkowicie zaprzestaliby swojej działalności [4]? Z drugiej strony, może wymóg istotnych klinicznie korzyści (wydawałoby się, że niezbyt wygórowany) skłoniłby przemysł farmaceutyczny do przeznaczenia większej ilości zasobów na walkę z rakiem, poprzez hamowanie mechanizmów kluczowych dla rozwoju choroby, takich jak tworzenie się przerzutów [4]. Przerzuty są przecież odpowiedzialne za 90% zgonów nowotworowych [4]. Co z tego, że w wyniku stosowania danego leku zmniejszy się guz pierwotny, jeśli nowotwór dalej skraca życie pacjenta, rozprzestrzeniając się na inne narządy?
A jak z rakiem przerzutowym radzą sobie te naturalne, roślinne związki bioaktywne? Jak pokazują badania, fitoskładniki są w stanie zahamować nowotwór niemal na każdym etapie inwazji ‒ kaskady metastatycznej, przynajmniej w badaniach in vitro, na szalkach Petriego [5]. Lista produktów, które zawierają te anty-przerzutowe fitoskładniki obejmuje m.in.: kurkumę, zieloną herbatę, czosnek, imbir, owoce jagodowe, granaty, brokuły, winogrona, czy jabłka [6]. W badaniach wykazano, że te związki blokują przeróżne szlaki sygnalizacyjne nowotworów [6]; w tym artykule skupimy się jednak na jednym: metaloproteinazach macierzy zewnątrzkomórkowej (MMPs) [7]. Jak już ustaliliśmy, przerzuty odpowiedzialne są za ok. 90% przypadków niepełnosprawności i śmierci w wyniku raka [7]. MMPs zasługują tutaj na szczególną uwagę, ponieważ biorą one aktywny udział w całym procesie metastazy [7]. Metaloproteinazy macierzy to enzymy, które umożliwiają nowotworom przedostanie się przez otaczające tkanki do limfy czy krwiobiegu [8]. Tym sposobem nowotwór rozprzestrzenia się po organizmie i atakuje inne narządy [8].
Przemysł farmaceutyczny opracował inhibitory metaloproteinaz macierzy, które sprawdziły się w badaniach na zwierzętach [9], ale u ludzi wywoływały poważne skutki uboczne [10]. Może by tak wobec tego spróbować podejścia żywieniowego? Warzywa strączkowe (fasola, groch, ciecierzyca i soczewica) zawierają białka, które hamują aktywność MMPs [11]. Które warzywa strączkowe są najbardziej skuteczne? W badaniu z 2016 r. [11] przetestowano następujące rodzaje: łubin, ciecierzyca, groch, fasola czarne oczko, soczewica, bardziej pospolite rodzaje fasoli (takie jak czerwona, czarna, czy pinto), bób i soja. Które wypadły najlepiej?
Bez żadnych strączków niczym niezakłócona aktywność metaloproteinaz macierzy wynosiła ok. 100% [11]. Dodatek białka grochu za bardzo tu nie pomógł, za to fasola czarne oczko, soczewica, pospolite rodzaje fasoli i bób obniżyły aktywność tych enzymów o ponad 50% [11]. Które ze strączków osłabiły ich aktywność o ponad 90%? Łubin, ciecierzyca i soja [11]. Pytanie tylko, czy równie skuteczne będą w spowalnianiu rozprzestrzeniania się nowotworu.
Naukowcy umieścili na szalce Petriego warstwę komórek ludzkiego raka jelita grubego [11]. Następnie przy pomocy żyletki rozdzielili komórki na dwie grupy, pozostawiając między nimi cienki pasek pustej przestrzeni [11]. Komórki zapełniły powstałą lukę w ciągu 48 godzin [11]. Jednak dodatek białka łubinu, ciecierzycy lub soi sprawił, że zapełnienie pustej przestrzeni stało się dla komórek dużo większym wyzwaniem [11]. No dobrze, ale w tym badaniu użyto strączków w postaci surowej [11]. Co jeśli te hamujące rozwój nowotworu białka nie są odporne na obróbkę cieplną? Na szczęście, jak pokazało badanie z 2017 r. [12], inhibitory metaloproteinaz macierzy, przynajmniej w soi, pozostają aktywne nawet po obróbce cieplnej.
Nic więc dziwnego, że spożycie warzyw strączkowych zmniejsza ryzyko rozwoju raka jelita grubego [13]. Tylko że akurat rak jelita grubego może wchodzić z tymi strączkowymi białkami w bezpośredni kontakt; jest to przecież nowotwór, którego rozwój zapoczątkowany zostaje w wyściółce jelita grubego. Jeśli te białka nie przedostają się do krwiobiegu, niewykluczone, że w przypadku hamowania przerzutów innych rodzajów nowotworów okażą się bezskuteczne.
W przypadku osób na diecie wegetariańskiej stężenie metaloproteinaz macierzy jest z reguły dużo niższe [14]. Przypuszcza się jednak, że jest to kwestia niższego poziomu markerów stanu zapalnego [15]; z tego samego powodu niższe stężenie MMP odnotowuje się wśród osób niepalących, w porównaniu z palaczami [16]. I to bardzo dobrze, bo ten enzym, nie dość, że jest markerem nowotworowym, to jeszcze może przyczyniać się do rozwoju chorób autoimmunologicznych i chorób układu krążenia [17]. MMP, niczym maczeta, może przebijać się przez wypełnione cholesterolem zmiany miażdżycowe, które wyściełają chore tętnice [14]. W efekcie dojść może do pęknięcia blaszki miażdżycowej [14]. Jak wiadomo, wśród osób, które odżywiają się w dużym stopniu roślinne rzadziej dochodzi do rozwoju choroby niedokrwiennej serca [18]. Nie wszyscy zdają sobie jednak sprawę, że korzyści związane z dietą roślinną, szczególnie w 100% roślinną, obejmują również obniżenie ryzyka zachorowania na raka [18].
Źródło: nutritionfacts.org
[1] Lachance JC, Radhakrishnan S, Madiwale G, Guerrier S, Vanamala JKP. Targeting hallmarks of cancer with a food-system-based approach. Nutrition. 2020;69:110563.[2] Chen KL, Jung P, Kulkoyluoglu-Cotul E, et al. Impact of Diet and Nutrition on Cancer Hallmarks. J Cancer Prev Curr Res. 2017;7(4):240.
[3] Logan J, Bourassa MW. The rationale for a role for diet and nutrition in the prevention and treatment of cancer. Eur J Cancer Prev. 2018;27(4):406-10.
[4] Cancer drugs: remedy required [correction appears in Nat Med. 2011 Apr;17(4):514]. Nat Med. 2011;17(3):231.
[5] Kapinova A, Kubatka P, Liskova A, et al. Controlling metastatic cancer: the role of phytochemicals in cell signaling. J Cancer Res Clin Oncol. 2019;145(5):1087-109.
[6] Singh BN, Singh HB, Singh A, Naqvi AH, Singh BR. Dietary phytochemicals alter epigenetic events and signaling pathways for inhibition of metastasis cascade: phytoblockers of metastasis cascade. Cancer Metastasis Rev. 2014;33(1):41-85.
[7] Gonzalez-Avila G, Sommer B, Mendoza-Posada DA, Ramos C, Garcia-Hernandez AA, Falfan-Valencia R. Matrix metalloproteinases participation in the metastatic process and their diagnostic and therapeutic applications in cancer [correction appears in Crit Rev Oncol Hematol. 2019 Jun;138:172]. Crit Rev Oncol Hematol. 2019;137:57-83.
[8] Herszényi L, Hritz I, Lakatos G, Varga MZ, Tulassay Z. The behavior of matrix metalloproteinases and their inhibitors in colorectal cancer. Int J Mol Sci. 2012;13(10):13240-63.
[9] Coussens LM, Fingleton B, Matrisian LM. Matrix metalloproteinase inhibitors and cancer: trials and tribulations. Science. 2002;295(5564):2387-92.
[10] Piperigkou Z, Manou D, Karamanou K, Theocharis AD. Strategies to Target Matrix Metalloproteinases as Therapeutic Approach in Cancer. Methods Mol Biol. 2018;1731:325-48.
[11] Lima AI, Mota J, Monteiro SA, Ferreira RM. Legume seeds and colorectal cancer revisited: Protease inhibitors reduce MMP-9 activity and colon cancer cell migration. Food Chem. 2016;197(Pt A):30-8.
[12] Lima A, Oliveira J, Saúde F, Mota J, Ferreira RB. Proteins in Soy Might Have a Higher Role in Cancer Prevention than Previously Expected: Soybean Protein Fractions Are More Effective MMP-9 Inhibitors Than Non-Protein Fractions, Even in Cooked Seeds. Nutrients. 2017;9(3):201.
[13] Zhu B, Sun Y, Qi L, Zhong R, Miao X. Dietary legume consumption reduces risk of colorectal cancer: evidence from a meta-analysis of cohort studies. Sci Rep. 2015;5:8797.
[14] Navarro JA, de Gouveia LA, Rocha-Penha L, et al. Reduced levels of potential circulating biomarkers of cardiovascular diseases in apparently healthy vegetarian men. Clin Chim Acta. 2016;461:110-3.
[15] Craddock JC, Neale EP, Peoples GE, Probst YC. Vegetarian-Based Dietary Patterns and their Relation with Inflammatory and Immune Biomarkers: A Systematic Review and Meta-Analysis. Adv Nutr. 2019;10(3):433-51.
[16] Snitker S, Xie K, Ryan KA, et al. Correlation of circulating MMP-9 with white blood cell count in humans: effect of smoking. PLoS One. 2013;8(6):e66277.
[17] Huang H. Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) as a Cancer Biomarker and MMP-9 Biosensors: Recent Advances. Sensors (Basel). 2018;18(10):3249.
[18] Dinu M, Abbate R, Gensini GF, Casini A, Sofi F. Vegetarian, vegan diets and multiple health outcomes: A systematic review with meta-analysis of observational studies. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017;57(17):3640-9.