Är cancer en metabol sjukdom? (del 2.)

Detta är ytterligare en intervjuvideo med professor Thomas Seyfried i vilken han redogör för sin senaste vetenskapliga artikel om hur man mera i detalj kan bota cancer med hjälp av endast ketogen kost [1]. Den har publicerats bara en vecka innan denna intervju och utgör, enligt hans egen mening, kulmen på hans forskning i detta ämne. Av hans sammanfattning framgår att cancertumören kan överleva, växa och sprida sig (metastasera) i avsaknad av syre och glukos, men inte i avsaknad av aminosyran glutamin.

Warburgeffekten

Vi vet sedan hundra år tillbaka i tiden (Warburg 1926) att cellens energiverk, mitokondrierna, inte fungerar för cancerceller på samma sätt som de gör för helt friska celler när det gäller att producera energi. Cancercellernas energi måste skapas på annat sätt än genom cellandning med hjälp av syrgas. Om mitokondrierna fungerar normalt kan det med hjälp av syrgas bildas 38 energipaket (=molekyler ATP, adenosintrifosfat) av en molekyl glukos (=druvsocker). Men om mitokondrierna inte fungerar normalt utan har stängts av, som vid cancer, vare sig detta sker genom något enzym från intracellulära parasiter eller av annan orsak, så bildas det av en glukosmolekyl endast 2 energipaket, ATP, tillsammans med stora mängder mjölksyra. Detta utgör en 95% energiförlust vid nedbrytning av glukos, som måste ersättas. Vi vet av denna anledning att cancerceller är beroende av och från friska celler lägger beslag på en mycket stor del av den glukosmängd som tillförs kroppen via födan eftersom cancerceller inte kan använda fettsyror som energisubstrat. Detta är känt. Man magrar samtidigt som tumörmassorna växer. Cancerceller lägger faktiskt beslag på så mycket glukos att man kan diagnosticera spridning av cancer, s.k. metastaser, med hjälp av radioaktivt glukos. Genom att injicera isotopmärkta glukosmolekyler och sedan med specialapparatur markera var denna isotopmärkta glukos upptas, så kan man få reda på om det finns cancermetastaser och exakt var dessa finns. Praktiskt taget all isotopmärkt glukos kommer nämligen att gå till cancercellerna. Men även om cancerceller är mycket beroende av glukos så finns det en begränsning. För att cancercellerna skall kunna dela sig och cancersvulsten fortsätta växa så behövs också kväve för bildning av protein. Glukosmolekylen saknar kväveatomer. Av denna anledning har man under senare tid börjat intressera sig för aminosyror, vilka alla innehåller kväve. Den aminosyra som varit särskilt intressant har varit glutamin och dess första ämnesomsättningsprodukt glutamat. Tillsammans med glukos ger glutamin dessutom en förstärkt effekt, synergism, i jämförelse med om cancercellerna bara lever på antingen glukos eller glutamin. En viktig tvistefråga under många decennier har dock varit om glutamin för denna energibildning är beroende av syrgas eller om energibildningen kan ske med hjälp av endast en jäsningsprocess, i likhet med det som gäller för glukos. Prof. Thomas Seyfrieds senaste artikel besvarar denna fråga.

Glioblastom och glutamin

Forskningen har förlöpt i flera steg, vilket redogörs för i denna intervju. Försöken utfördes in vitro på petridiskar (glasskålar) med framodlade glioblastomceller, som är extremt elakartade hjärncancerceller. Dessa lades först i Ringerlösning (=saltvatten) utan någon ytterligare tillförd näring alls. Glioblastomcancerceller från möss dog inom 24 timmar och från människa inom 48-72 timmar. När glukos sedan tillfördes så levde dessa cancerceller lite längre men dog ganska snart eftersom det saknades kväve för bildning av protein, som behövs för att cellerna skall kunna fungera. I nästa försök tillfördes alla 20 aminosyrorna i tur och ordning till glioblastom cancercellerna till saltlösningen i olika petri-diskar med och utan glukos. Vid tillsats av glutamin till saltlösningen + glukos fullkomligt exploderade tillväxtkapaciteten för tumörcellerna, vilket visar den stora betydelsen av glutamin för tillväxt av tumören. Glutamin är den rikligast förekommande aminosyran hos människa och förekommer i cirkulationen i en koncentration av 0,4-1,0 mMol [2-3]/L. Men i inget av de andra försöken med de övriga 19 aminosyrorna sågs detta, varken med eller utan glukos. Med dessa aminosyror kunde överlevnaden av cancercellerna inte förlängas utöver 24 timmar [1]. I försöket med syrgas + glutamin men utan glukos producerades det dock fortfarande energi (ATP), vilket också antyder att glutamin är viktigare än glukos för tumörens tillväxt. För att få svar på frågan om processens karaktär – om det krävs syrgas eller om det rör sig om en jäsningsprocess (=utan syrgas), så avlägsnades all syrgas. Man fick dock fortfarande en produktion av ATP. Denna reducerades visserligen avsevärt, men det tillverkades fortfarande ATP. Man drog då slutsatsen att jäsning av glutamin kan producera energi, precis så som sker med glukos i samband med syrebrist. Men som vi såg ovan så reducerades denna produktion avsevärt vilket antyder att ATP-bildning med hjälp av glutamin kan ske både med och utan syre. Genom märkning av glutaminet med kol-13 atomer (istället för de normala kol-12) kunde man också visa att slutprodukten blev kol-13 märkt succinylsyra (bärnstenssyra), vilket är slutprodukten i glutaminolysvägen, som sker anaerobt (=utan syre) i mitokondrien.

Cyanid

Tidigare studier hade visat att tumörceller, inklusive gliom, kan överleva i närvaro av ämnen som blockerar elektrontransportkedjan, t. ex. cyanid, så länge det finns jäsningsbara bränslen i cancercellernas omedelbara omgivningar [4-5]. För att ytterligare styrka sina fynd använde man i nästa försök cyanid (jfr. cyanväte) som binder sig till syrgas och därför blockerar ATP-bildning via elektrontransportkedjan. Detta gav samma resultat som vid försöken med djup hypoxi: Glutamin kunde fortfarande producera ATP, trots frånvaron av glukos och frånvaro av syrgas. Cellerna tar visserligen upp syre, men använder det inte huvudsakligen för ATP-produktion.

Kliniska studier på ketogen kost och cancer behövs

Alla dessa försök har utförts in vitro, dvs. utanför levande organismer, under vilka man kan styra exakt vad som tillförs. Detta är, enligt min mening, mycket svårare att genomföra på levande individer. För det första finns det mycket glutamin i kroppens egna proteiner, vilka bryts ner vid svält och avger glutamin och glutamat till cirkulationen. Även glukos kan bildas från proteiner (”gluconeogenes”=nybildning av socker) och från fett via triglycerider, som innehåller en halv sockermolekyl. För det andra finns det glutamin och glutamat i mängder av vår vardagsmat, kött, fisk, ägg, mejeriprodukter, grönsaker etc, vilket gör det svårt för en enskild cancersjuk att välja rätt mat. Vattenfasta under någon vecka är naturligtvis ett lockande alternativ eftersom cancercellerna inte överlevde mer än tre dygn utan glukos och glutamin i dessa in vitro försök.

Prof. Thomas Seyfried spekulerar nu kring vad som kommer att hända om man utför försök in vivo (=på levande individer) och i dessa försök utesluter glukos och glutamin i födan och försätter kroppen i ketos. Han tror att man då kommer att få man en massiv reduktion av tumören utan den toxicitet som medföljer cellgiftsbehandling. Om hans forskargrupp lyckas få finansiering kommer deras nästa stora projekt bli att göra kliniska studier på effekten av ketogen kost på människor som lider av lung-, tjocktarms-, blås- och bröstcancer eftersom dessa cancerformer visats ha höga halter av mjölksyra och bärnstenssyra i blodet, vilket är slutprodukterna av glukos och glutamin. Han slutar denna intervju med att säga att alla framtida kliniska studier av cancer bör vara inriktade på att förhindra intag av glukos och glutamin och se till att patienten är i näringsketos, vilket skulle kunna blockera den oreglerade tillväxten av dessa hjärntumörer. 

Referenser:

[1] Derek C. Lee, Thomas Seyfried et al. Amino acid and glucose fermentation maintain ATP content in mouse and human malignant glioma cells. ASN Neuro Volume 16, 2024, Issue 1. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17590914.2024.2422268#d1e2219

[2]. Betz, A. L., & Goldstein, G. W. (1986). Specialized properties and solute transport in brain capillaries. Annual Review of Physiology, 48(1), 241–250. https://doi.org/10.1146/annurev.ph.48.030186.001325

[3]. Smith, R. J., & Wilmore, D. W. (1990). Glutamine nutrition and requirements. JPEN. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, 14(4 Suppl), 94S–99S. https://doi.org/10.1177/014860719001400412

[4]. Ceruti, S., Mazzola, A., & Abbracchio, M. P. (2005). Resistance of human astrocytoma cells to apoptosis induced by mitochondria-damaging agents: Possible implications for anticancer therapy. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 314(2), 825–837. https://doi.org/10.1124/jpet.105.085340

[5]. Ta, N. L., & Seyfried, T. N. (2015). Influence of serum and hypoxia on incorporation of [(14)C]-D-Glucose or [(14)C]-L-glutamine into lipids and lactate in murine glioblastoma cells. Lipids, 50(12), 1167–1184. https://doi.org/10.1007/s11745-015-4075-z